JPH1157692A

JPH1157692A - 液体浄化装置

Info

Publication number: JPH1157692A
Application number: JP9264796A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Koyama; 清小山; Kimihiko Okanoe; 公彦岡上
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-08-22
Filing date: 1997-08-22
Publication date: 1999-03-02

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】純水・超純水・飲料水等の生成、及びそれらの
排水等のリサイクル可能な液体浄化装置を提供する。【解決手段】被浄化液体の流通路の前段に設置された吸
着剤１５と、吸着剤の後段に設置されたフイルタ１４と
からなり、被浄化液体を吸着剤中に通過させることによ
り、被浄化液体中の微粒子を凝集し、数百個の大きな塊
として後、フイルタで捕捉する凝集型濾過装置３と、凝
集型濾過装置で浄化された被浄化液体のＰＨ値を調整す
るＰＨ調整装置４と、ＰＨ調整装置でＰＨ値が調整され
た被浄化液体を通過させ、凝集型濾過装置で除去されな
かった被浄化液体中の可溶性不純物を除去する膜装置５
とを備えたことを特徴とする液体浄化装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、純水，超純
水，飲料水等の生成、及び、純水排水，超純水排水等の
液体のリサイクル使用をし得るようにした液体浄化装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、河川，工業用水等からの
純水，超純水，飲料水の生成、並びに純水排水，超純水
排水のリサイクル使用がし得なかったのは、河川，工業
用水，純水排水，超純水排水を、膜で浄化しようとする
と、直ぐに目詰まりが発生し、膜の前処理装置として適
当なフイルタが無く、ランニングコストが高くなるため
見送られていた。また、従来、一部において行われてい
る純水排水，超純水排水のリサイクル使用は、排水を凝
集沈殿，活性炭吸着等のプロセスを経て、純水製造の一
次系原水として行っている。

【０００３】

【発明が解決しょうとする課題】即ち、従来において
は、膜の前処理装置として適当なフイルタが無いため、
純水，超純水の生成は水道水を用い、また、河川，工業
用水等からの飲料水の生成は、多量の前処理フイルタを
必要とし、さらに、純水排水，超純水排水は、到底リサ
イクル使用し得ない課題があった。また、従来、一部に
おいて行われている純水排水，超純水排水のリサイクル
使用法では、凝集沈殿の困難な排水も多数あり、凝集沈
殿物の処理設備を別途必要とし、さらに、飽和吸着した
活性炭の再生設備を必要とする課題があった。

【０００４】この発明は上記のような従来のものの課題
を解消するためになされたもので、

【請求項１】の発明は、膜装置の前処理として、液体流
通路の前段に設置された吸着剤と、後段に設置されたフ
イルタとからなる凝集型濾過装置を用い、前記吸着剤中
に被浄化液体を通過させることにより、前記被浄化液体
中の微粒子を凝集させて数百個の大きな塊として、目の
粗い前記フイルタで捕捉浄化し、前記凝集型濾過装置の
浄化により上昇した被浄化液体のＰＨ値をＰＨ調整装置
で調整した後、前記凝集型濾過装置で除去できなかった
被浄化液体中の可溶性不純物を、膜装置で浄化している
ため、環境保全が可能となり、小型の装置で、用水処理
費の大幅な低減が可能となる液体浄化装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

【請求項１】の発明は、被浄化液体の流通路の前段に設
置された吸着剤と、前記吸着剤の後段に設置されたフイ
ルタとからなり、被浄化液体を前記吸着剤中に通過させ
ることにより、前記被浄化液体中の微粒子を凝集し、数
百個の大きな塊として後、前記フイルタで捕捉する凝集
型濾過装置と、前記凝集型濾過装置で浄化された前記被
浄化液体のＰＨ値を調整するＰＨ調整装置と、及び、前
記ＰＨ調整装置でＰＨ値が調整された前記被浄化液体を
通過させ、前記凝集型濾過装置で除去されなかった前記
被浄化液体中の可溶性不純物を除去する膜装置とを備え
ることにより実現した。

【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、原水タンク１の被浄化液体は、前処
理装置２で前処理浄化されて後、凝集型濾過装置３で精
密浄化される。ＰＨ調整装置４は、凝集型濾過装置３の
精密浄化によりＰＨ値の上昇した被浄化液体のＰＨ値を
調整する。膜装置５は、例えば、低圧逆浸透膜であり、
凝集型濾過装置３で除去できない可溶性不純物を濾過す
る。イオン交換樹脂６は、膜装置５の処理液を通過さ
せ、超純水を生成する。図２は、図１に示す原水タンク
１、前処理装置２、及び、凝集型濾過装置３の一実施例
を示すブロック線図である。図において、原水タンク１
は、仕切壁７によって、矢印Ａの如く被浄化液体が流入
するダーティタンク８と、前処理装置２で浄化された後
の被浄化液体が、矢印Ｂの如く、オーバーフローにより
流入するクリーンタンク９とから構成されている。前処
理装置２は、平板状，立体状，球状の、例えば、不織布
からなる毛羽立状体の搦め状物体１０を、複数個、積層
して収容した、同軸状に設置された網目状体もしく多孔
体からなる一対の円筒状の収納容器１１と、収納容器１
１を収納する容器１２と、ダーティタンク８内の被浄化
液体を搦め状物体１０中に送込むポンプ１３とから構成
されている。凝集型濾過装置３は、被浄化液体の流通路
の後段に設置されるよう、中心軸に設けられた円筒状フ
イルタ１４と、円筒状フイルタ１４の外周を取囲むよう
に、被浄化液体の流通路の前段に設置された、例えばマ
グネシュウムの顆粒状体もしくは粉末状体からなる吸着
剤１５と、及び、吸着剤１５の外周を取り囲み吸着剤１
５の流出を防止する、例えば１００μの濾紙からなる最
外周濾過材１６とを収容する容器１７と、クリーンタン
ク９内の液体を、吸着剤１５中に送込むポンプ１８とか
ら構成されている。なお、仕切壁１９は、ターティタン
ク８内に設けられ、下方に連通路を有し、必ず前処理装
置２を通過した被浄化液体がクリーンタンク９に流入す
るように構成されている。

【０００７】次に、動作について説明する。ダーティタ
ンク８に、矢印Ａの如く流入した被浄化液体は、ポンプ
１３によって前処理装置２の搦め状物体１０中に送込ま
れ、被浄化液体中の不純物は、搦め状物体１０の毛羽立
状体で搦め取られ前処理される。前処理装置２で前処理
された被浄化液体は、仕切壁７を矢印Ｂの如くオーバー
フローしてクリーンタンク９内に流入する。クリーンタ
ンク９内に流入した被浄化液体は、ポンプ１８によっ
て、吸着剤１５中に送込まれ、被浄化液体中に混入した
不純物粒子、またはエマルジョン化して混入した油粒子
は、それぞれの相互間距離が所定距離以下となり、相互
に引力が働いて凝集し数百個の大きな塊となる。大きな
塊となった不純物粒子は、目の粗い円筒状フイルタ１４
で補足され濾過される。一方、大きな塊となった油粒子
は、液体のため、細長く変形して円筒状フイルタ１４を
通過し、クリーンタンク９内の液面に浮上し、例えば、
オイルスキマー等で分離回収される。この様にして、浄
化されたクリーンタンク９内の被浄化液体は、矢印Ｃの
如くＰＨ調整装置４に流入する。

【０００８】次に、前処理装置２の効果を、実例により
説明する。図３は、純水を使用してＩＣをダイヤモンド
砥石で切断する際に発生する、ＩＣダイシング排水中
の、シリコンの粒度分布図である。このＩＣを切断する
際、ＩＣの両面に粘着テープを貼り付け、この粘着テー
プごと、ＩＣをダイヤモンド砥石で切断する。このた
め、ＩＣダイシング排水中に粘着剤が混入し、この粘着
剤とシリコンの研磨屑とが混合して糊状となる。このＩ
Ｃダイシング排水を、直接、凝集型濾過装置３で浄化す
ると、上記糊状物が、１００μの濾紙からなる最外周濾
過材１６に絡みつき、内部の吸着剤１５、並びに円筒状
フイルタ１４が、目詰まりをしていないにもかかわら
ず、最外周濾過材１６の目詰により、凝集型濾過装置３
全体が目詰まりしたことになる。これをテストにより証
明する。表１のテストＮｏ．１の如く、円筒状フイルタ
１４として市販の１μのフイルタを、吸着剤１５として
スーパーカットを、最外周濾過材１６として１００μの
濾紙を、ポンプ１８として流量１０ｌ／ｍｉｎのイワヤ
ポンプを用いた凝集型濾過装置３で、図３の粒度分布
で、淡い茶褐色懸濁状態の１０ｌのＩＣダイシング排水
を、単独浄化すると、凝集型濾過装置１０の初期内圧は
０．９Ｋｇｆ／ｃｍ^２となり、１パスで完全に透明状態
になった。続いて、表１のテストＮｏ．２の如く、搦め
状物体１０として２０ｍｍ×２０ｍｍの平板状の不織布
を、ポンプ９として流量１０ｌ／ｍｉｎのイワヤポンプ
を用いた前処理装置２で、図３の粒度分布で、淡い茶褐
色懸濁状態の１０ｌのＩＣダイシング排水を単独浄化す
ると、前処理装置２の初期内圧は０Ｋｇｆ／ｃｍ^２であ
り、２０分、即ち、２０パス循環濾過しても、ＩＣダイ
シング排水には変化が認められなかった。続いて、表１
のテストＮｏ．３の如く、テストＮｏ．２の２０パス循
環濾過したＩＣダイシング排水を、テストＮｏ．１と同
一条件の凝集型濾過装置３で、単独浄化すると、凝集型
濾過装置３の初期内圧は０．４Ｋｇｆ／ｃｍ^２なり、１
パスで完全に透明状態になった。この初期圧は、水道水
の浄化時と同じであり、殆ど、目詰まりしていない状態
となった。

【００表１】

【０００９】次に、ＰＨ調整装置４の必要性を説明す
る。凝集型濾過装置３の吸着剤１５として、マグネシュ
ウムを主成分とするスーパーカット５０％＋ケイ素土を
主成分とするＦカット５０％を用い、円筒状フイルタ１
４として、実際には１０μの微粒子しか除去できない市
販の１μ×２５０ｍｍＬのフイルタを使用し、大阪市
水：導電率１７９．３μＳ／ｃｍ、ＰＨ７．５、２５℃
を用い、ポンプ１８として、イワヤポンプ：処理流量１
３ｌ／ｍｉｎを用いて、一過式で通水実験を行いし、濾
過液のイオン種の濃度変化について検討を行った。濾過
は、初期圧力０．４Ｋｇ／ｃｍ^２、３時間後の圧力０．
４Ｋｇ／ｃｍ^２であった。その結果を表２、及び図４に
示す。これらの結果、通水を１５分行えば、Ｍｇイオン
については、原水２．７ｍｇ／ｌに対して、７．１ｍｇ
／ｌ、ＳＯ_４イオンについては、原水２４．６ｍｇ／ｌ
に対して、２５．４ｍｇ／ｌと多少高くなっているが、
その他のイオン種については、原水と殆ど変らない値を
示した。また、Ｍｇイオン、ＳＯ_４イオン等のイオン種
の溶出により、導電率、ＰＨ値が高くなっているものと
考えられる。しかし、例えば、１５分等、一定時間、通
水洗浄することにより、溶出イオン種の濃度は低下する
傾向にある。しかしながら、ＰＨ値は、原水７．５に対
して、１０．７と高くなったまま変化せず、ＰＨ調整装
置４による調整が必要となる。

【表２】

【００１０】続いて、表２のテストを行った凝集型濾過
装置３を用いて、図３に示すＳＳ分布のＩＣダイシング
液：２０ｌを５分間、循環濾過した。濾過液のＳＳ分布
は、島津製作所製ＳＡＬＤ−２０００Ｂを使用して測定
した処、相対粒子数が微量のため、測定不能であった。
また、光散乱法で測定したが測定限界以下であった。な
お、排水原水の性状は、導電率：１１．１６μＳ／ｃ
ｍ、液温：２５℃、ＰＨ：６．７であり、濾過性状は、
濾過開始後２．５分後は、導電率：８２．７μＳ／ｃ
ｍ、液温：２５℃、ＰＨ：１０．５であり、５分後は、
導電率：１１３．６μＳ／ｃｍ、液温：２５℃、ＰＨ：
１０．４であった。

【００１１】続いて、膜装置５による性能テストを説明
する。図３に示すＩＣダイシング排水の、凝集型濾過装
置３の処理水の水質向上のため、逆浸透膜を使用してテ
ストを行った。逆浸透膜テストには、日東電工製メンブ
レンマスターＣ１０−Ｔ薄層流式平膜テストセル：有効
膜面積６０ｃｍ^２使用し、押圧ポンプ：ＲＵＭ−２によ
り送液した。また、低圧逆浸透膜は、日東電工製ＮＴＲ
−７２９膜：イオン交換水、透過流束３８．２ｌ／ｍ^２
ｈ、０．８ＭＰａ、導電率排除率９４％を使用した。図
３に示すＩＣダイシング排水を、５分間、凝集型濾過装
置３で濾過し、ＰＨ調整装置４において、硫酸を使用し
てＰＨ値を５．７に調整して、供給液として使用した。
供給液の性状は、ＰＨ：５．７、導電率：１０３．７μ
Ｓ／ｃｍ、液温：２５℃であった。供給液量：１０００
ｍｌ、テスト圧力：０．７５Ｍｐａ、循環流速：１．０
ｌ／ｍｉｎでテストした。９００ｍｌ透過させた時の原
水、即ち、濃縮液の導電率：４３５μＳ／ｃｍ、液温：
２５℃、ＰＨ：７．２であった。

【表３】透過テストの結果を表３、並びに図５に示す。なお、透
過液、即ち、１０００ｍｌ中、９００ｍｌ透過した液の
性状は、導電率：１９．５μＳ／ｃｍ、液温：２５℃、
ＰＨ：７．２であった。

【００１２】続いて、イオン交換樹脂６による性能テス
トを説明する。表３並びに図５に示す膜装置５の処理水
を、イオン交換樹脂６により処理する。イオン交換樹脂
６として、混床式イオン交換樹脂を使用して、処理実験
を行った。カラムは２０ｍｍφ×２２０ｍｍＬ、樹脂量
５０ｍｌを使用し、通水速度：ＳＶ１５で処理実験を行
った。その結果を、表４、及び図６に示す。イオン交換
樹脂処理の供給水性状は、導電率：１９．５μＳ／ｃ
ｍ、液温：２５℃、ＰＨ：７．２であった。

【表４】

【００１３】続いて、膜装置５での処理を行わない凝集
型濾過装置３の処理水を、直接、イオン交換樹脂６によ
り処理した場合のテスト結果を説明する。イオン交換樹
脂６としてし、混床式イオン交換樹脂を使用して処理実
験を行った。カラムは２０ｍｍφ×２２０ｍｍＬ、樹脂
量５０ｍｌを使用し、通水速度：ＳＶ１５で処理実験を
行った。その結果を、表５、及び図７に示す。イオン交
換樹脂処理の供給水性状は、導電率：１９．５μＳ／ｃ
ｍ、液温：２５℃、ＰＨ：７．２であった。

【表５】

【００１４】図８は、図１に示す原水タンク１、前処理
装置２、及び、凝集型濾過装置３の他の実施例を示すブ
ロック線図である。図において、前処理篭２０〜２２
は、少なくとも、前面並びに後面が網目状体もしくは多
孔体からなり、それぞれ、平板状，立体状，球状の、例
えば、不織布からなる毛羽立状体の搦め状物体１０を、
複数個、積層して収容し、ダーティタンク８内に、間隔
を空けて水平方向に設置されている。即ち、図２の実施
例のものは、ポンプ１３によって、ダーティタンク８内
の被浄化液体を、強制的に前処理装置２内の搦め状物体
１０中に送り込んだのに対して、図８の実施例の物は、
矢印Ｄの如く、ダーティタンク８内に矢印Ａの如く送込
まれる被浄化液体の流速により、被浄化液体は自力で前
処理篭２０〜２２内の搦め状物体１０に流入する。この
実施例においても、図２の実施例と同様の効果が得られ
る。なお、前処理篭２０〜２２は、それぞれガイドに沿
って、垂直方向に出し入れ可能に設置されている。

【００１５】図９は、図１に示す原水タンク１、前処理
装置２、及び、凝集型濾過装置３の他の実施例を示すブ
ロック線図である。図において、前処理容器２３〜２５
は、少なくとも、底面並びに表面が網目状体もしくは多
孔体からなり、それぞれ、平板状，立体状，球状の、例
えば、不織布からなる毛羽立状体の搦め状物体１０を、
複数個、積層して収容し、ダーティタンク８内に間隔を
空けて垂直方向に設置されている。即ち、図８の実施例
のものは、前処理篭２０〜２２をダーティタンク８内
に、水平方向に設置したのに対して、図９の実施例は、
矢印Ｅの如く、ダーティタンク８内に前処理容器２３〜
２５を垂直方向に設置したものであり、図８の実施例と
同様の効果が得られる。また、クリーンタンク９も、第
一クリーンタンク９ａと、第二クリーンタンク９ｂと
に、仕切壁７ａ，７ｂによって仕切られ、矢印Ｅの如
く、前処理容器２３〜２５内の搦め状物体１０中を通過
した被浄化液体は、仕切壁７ａを矢印Ｆの如くオーバー
フローして、第一クリーンタンク９ａ内に流入し、第一
クリーンタンク９ａ内の被浄化液体は、凝集型濾過装置
３で浄化されて後、第二クリーンタンク９ｂに流入す
る。第二クリーンタンク９ｂに流入した浄化液体は、そ
の一部は矢印Ｇの如く、第一クリーンタンク９ａ内に逆
流し、他は、矢印Ｃの如く流出してリサイクル使用され
る。なお、前処理容器２３〜２５は、ボルトもしくはバ
ネにより、取外し可能に設置されている。

【００１６】なお、ＰＨ調整装置４として、例えば、硫
酸，塩酸，塩素，オゾン等を用いて調整を行うことが出
来る。

【００１７】

【発明の効果】以上のように、

【請求項１】の発明によれば、膜装置の前処理として、
液体流通路の前段に設置された吸着剤と、後段に設置さ
れたフイルタとからなる凝集型濾過装置を用い、前記吸
着剤中に被浄化液体を通過させることにより、前記被浄
化液体中の微粒子を凝集させて数百個の大きな塊とし
て、目の粗い前記フイルタで捕捉浄化し、前記凝集型濾
過装置の浄化により上昇した被浄化液体のＰＨ値をＰＨ
調整装置で調整した後、前記凝集型濾過装置で除去でき
なかった被浄化液体中の可溶性不純物を、膜装置で浄化
しているため、環境保全が可能となり、小型の装置で、
用水処理費の大幅な低減が可能となる液体浄化装置を提
供することができる。

【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に示す原水タンク１、前処理装置２、及
び、凝集型濾過装置３の一実施例を示すブロック線図で
ある。

【図３】ＩＣダイシング排水中のシリコンの粒度分布図
である。

【図４】市水を凝集型濾過装置３で処理した後の性状を
示す。

【図５】ＩＣダイシング排水を、凝集型濾過装置３とＰ
Ｈ調整装置４と膜装置５によって処理した後の性状を示
す。

【図６】ＩＣダイシング排水を、凝集型濾過装置３とＰ
Ｈ調整装置４と膜装置５とイオン交換樹脂６とによって
処理した後の性状を示す。

【図７】ＩＣダイシング排水を、凝集型濾過装置３とＰ
Ｈ調整装置４とイオン交換樹脂６とによって処理した後
の性状を示す。

【図８】図１に示す原水タンク１、前処理装置２、及
び、凝集型濾過装置３の他の実施例を示すブロック線図
である。

【図９】図１に示す原水タンク１、前処理装置２、及
び、凝集型濾過装置３のさらに他の実施例を示すブロッ
ク線図である。

【符号の説明】

１：原水タンク２：前処理装置３：凝集型濾過装置４：ＰＨ調整装置５：膜装置６：イオン交換樹脂

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被浄化液体の流通路の前段に設置された
吸着剤と、前記吸着剤の後段に設置されたフイルタとか
らなり、前記被浄化液体を前記吸着剤中に通過させるこ
とにより、前記被浄化液体中の微粒子を凝集し、数百個
の大きな塊として後、前記フイルタで捕捉する凝集型濾
過装置と、前記凝集型濾過装置で浄化された前記被浄化液体のＰＨ
値を調整するＰＨ調整装置と、及び、前記ＰＨ調整装置でＰＨ値が調整された前記被浄
化液体を通過させ、前記凝集型濾過装置で除去されなか
った前記被浄化液体中の可溶性不純物を除去する膜装置
とを、備えたことを特徴とする液体浄化装置。