JPS6211507A - 水中懸濁物質の処理方法及び処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は水中に懸濁する物質を効率よく分離除去する水
中懸濁物質の処理方法及び処理装置に関し、より詳しく
は半導体製造時のシリコン切削、研摩廃水等のように微
細なコロイド状物を含む用水を浄化する方法及び装置に
関する。

［従来の技術］ 従来より水中の懸濁物質を分離除去する装置や方法は例
えば凝集沈澱法、遠心分離法、膜分離法等多くの方法が
知られている。

特に膜分離法は添加物を必要としないこと、原理的に極
めて微細な物まで確実に除去可能であること等の利点の
ため、水を再利用するための処理として多用されてきて
いる。

［発明が解決すべき問題点］ しかし、懸濁物質濃度が高い場合には膜を全量濾過方式
で使用すると、膜の目詰まりが速く、処理量当りの膜コ
スト、動力費等が高くなり、かつ逆洗等の操作も頻繁と
なるという欠点があった。

また、膜をクロスフロー方式で使用する場合は循環水中
の懸濁物質濃度が継続的に高くなり、濾過速度が低下す
るので濾過されなかった水（濃縮水）の一部を系外に排
出して別途処理する必要があフた。また、膜寿命延長の
ためにより粗い濾過体を膜の前段に設置することも行な
われているが通水圧損失が高くなるという欠点があった
。

本発明の目的は上述の問題点を解決する処理方法及び装
置を提供することにあり、従来の濾過処理において経過
時間に伴う濾過水量の低下を防止し、結果として経済的
な膜処理装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 即ち、本発明の要旨は原水タンクからの被処理水を微細
懸濁物質を阻止する能力を有する孔径の膜を用いたクロ
スフロー方式の濾過膜で濾過すると同時に濾過されなか
った水を原水タンクに循環する処理方法において、循環
水の一部を該濾過膜の孔径の５乃至１０００倍の孔径を
有する濾過袋を通すことを特徴とする水中懸濁物質の処
理方法にあり、さらに原水タンクと、微細懸濁物質を阻
止する能力を有する孔径の膜を用いたクロスフロー方式
の濾過膜モジュールと、濾過されなかフた水を原水タン
クに循環する循環ラインと、該濾過膜の孔径の５乃至１
０００倍の孔径を存する濾過袋と、循環ライン中の水の
一部を取出し濾過袋を濾通させた後原水タンクに戻す部
分粗濾過ラインと、原水を原水タンクから濾過膜モジュ
ールに送液する原水ポンプと、循環水のうち粗濾過ライ
ンとこれを通らないものとの水量比を調節するバルブと
からなる水中懸濁物質の処理装置にある。

本発明において微細懸濁物質を阻止する能力を有する孔
径の精密濾過膜としては限外濾過膜であっても精密濾過
膜であってもよく、除去しようとする懸濁物質の粒径と
濾過速度の関係で適宜選択すればよく、目的とする懸濁
物質を阻止できる範囲で膜の孔径は大きいほうがよいが
一般的には０゜００１〜５μｍであることが好ましい。

膜の材質としてはポリオレフィン、ポリスルフォン、ポ
リアクリロニトリル、セラミック等の無機質膜等を例示
することができる。

濾過膜モジュールの形状としては中空糸型、置型、スパ
イラル型、平Ｉ摸型等を挙げることができるが、Ｕ字状
に束ねた中空糸束又は一端を中空糸の開口部を開口状態
に保ち、他端は封鎖した中空糸束を側管を有する直管か
らなるハウジングに収納し、中空糸の開口部を開口状態
に保ったまま側管端部に固定してなる、中空糸束が側管
部と直管部の一部に存在する中空糸濾過モジュール又は
これを複数個直列に接続したものが好ましく用いられる
。

本発明で用いる濾過袋の材質は紙、不織布、織物のいず
れでもよいが、その微細孔の孔径としては上述の濾過膜
の孔径の５〜１０００倍、好ましくは１０〜１００倍の
孔径のものを用いる。孔径が５倍未満であると濾過膜に
おけると大差ない速度で目詰まりが生ずるので本方法の
メリットが出す、１０００倍を越えると濾過袋による濾
過効果が少なくなる。

以下、本発明を図面を参照しつつ、より詳細に説明する
。

第１図は本発明の処理装置の１実施態様例を示すもので
ある。

原水タンク（１）には処理される水が送入され、貯蔵さ
れている。原水タンク（１）内の水は原水ポンプ（２）
により微細懸濁物質を阻止する能力を有する孔径の膜を
用いたクロスフロー方式の濾過膜モジュール（３）に送
られ、その一部は濾過膜により濾過されるが大部分は膜
面を流れ、その勢いにより膜面を洗浄しながら濾過膜モ
ジュールを通過し循環ライン（４）を通って原水タンク
（１）へ戻る。濾過膜モジュールに入る水のうち濾過さ
れる水の比率は１／３〜１７３００程度であり、この比
率は濾過膜にかかる圧力を調整することにより調節でき
る。循環開始当初は循環水全部を濾過袋（５）を通さず
に原水タンクに戻してもよいが、循環運転により被処理
水中の懸濁物質の濃度が上昇してくるので、循環当初か
ら、あるいは濾過膜の濾過速度が低下する前に循環水の
うち粗濾過ライン（８）とこれを通らないものとの水量
比を調節するバルブ（６）及び（７）を調節して循環水
の一部を濾過袋（５）に流入するようにする。バルブ（
６）及び（７）の開閉比は循環水量により異なるが、一
般には粗濾過ラインに流入する量は濾過モジュールにお
ける初期濾過水量の１／２乃至２倍の量であることが好
ましい。１／２より少ない場合には循環水中の懸濁物質
濃度が高くなりすぎ、２倍を越える場合には濾過袋が懸
濁物質により目詰まりして袋内にたまる水が袋をオーバ
ーフロー（実際にはオーバーフローする前に袋を交換す
るので袋交換）までの時間が速くなりすぎ効率的でない
。

また、濾過袋の容量は１分光りに粗濾過ラインを通過す
る水量の５〜５０倍であることが好ましい。なお、濾過
袋の代りに密閉型の濾過モジュールを用いると目詰まり
するに従フて濾過抵抗が大きくなるので、粗濾過ライン
（８）からの水は濾過袋内に自由落下するようにするの
が好ましい。

濾過袋（５）に流入させた当初はほとんどの懸濁物質は
水と一緒に濾過袋（５）を通過するが、通水時間の経過
とともに濾過袋の目が詰まり、次第に濾過袋での濾過率
が上昇して原水タンク（１）にきれいな水が戻るように
なる。この結果、原水タンク内の懸濁物質の濃度は無限
に上昇することなく、濾過膜における被処理水の濾過速
度はあまり低下することなく濾過処理を続けることがで
きる。

濾過袋（５）の目詰まりの度合や袋内の水のたまり方は
バルブ（６）と（７）の調節のしかたにより異なるが、
時間とともに濾過袋内の水位が上昇してくるのでオーバ
ーフローする前に濾過袋を交換すればよい。

これにより、被処理水中の懸濁物質は系外に排出される
ことになる。

本発明の方法、装置により、従来の膜濾過における被処
理水中の懸濁物質の蓄積による膜濾過水量の低下を防止
でき、長時間にわたっての膜濾過が可能となり、かつ懸
濁物質濃縮水の系外での処理も不要となる。

［実施例］ 以下、本発明を実施例を用いてさらに説明する。

実施例１ 第１図の装置に原水ポンプ（２）の後段から原水タンク
（１）に戻すバイパス（９）といくつかの流量計、圧力
計を設けた第２図に示す装置を用い、原水タンクの容量
を０，３♂とし、濾過膜としてポリエチレン中空糸膜（
三菱レイヨン■製、商品名ＥＨＦ、既知粒径粒子透過法
による孔径約０．０４μｍ）を用い、濾過膜モジュール
として直管部の内径３２ｆｆＩＩ１１、長さ３５ｃｍの
第３図に示した構造の膜面積０．３　ｒｎ’のモジュー
ルを用い、濾過袋として東邦セパレーター−製フィルタ
ーＮｏ８０５０（内径３５０ａＩ１１．長さ６００　ｍ
ｍ、孔径５μｍ）を使用し、原水タンク（１）にシリコ
ンウェハー研摩廃水０．２−を入れ、バルブ（６）、（
７）、（１０）、（１１）を調節しながら原水ポンプ（
２）で廃水を送り、圧力計（１２）での圧力を０゜５　
ｋｇ／ｃ♂とし、流量計（１３）での流量を０．３♂／
ｈｒ　、流量計（１４）での流量を９０１／ｈｒにする
ようにして２０時間運転した。その結果を比較例１の結
果とともに第１表に示す。

比較例１ 実施例１で用いた装置を用い、バルブ（７）を完全に閉
じ、バルブ（６）を全開してバルブ１０．１１を調節し
て圧力計（１２）での圧力を０．５ｋｇ／ｃｒｎ”とし
、流量計（１３）での流量を０．３　ｎＴＩ／ｈｒ、流
量計（１４）での流量を９０１１　／ｈｒにするように
した以外は実施例１と同様にして２０時間運転した。そ
の結果を実施例１の結果とともに第１表に示す。

第１表 ［発明の効果］ 一般にはクロスフロー方式の濾過処理の経過にしたがっ
て循環水中の懸濁物質濃度が増加して濾過膜の濾過速度
が減少してくるのに対し、本願発明の方法及び装置によ
れば循環水中の懸濁物質濃度は常時砥〈おさえられ、濾
過膜の濾過速度の低下も極めて小さくなるという優れた
効果がある。

また、本発明の装置を使用すれば系外に出される物質は
処理水と濾過袋中に収集された懸濁物質のみであり、長
期使用時に一定期間毎に排出されるブロー水を除外すれ
ば従来装置のような常時又は短期間間隔で排出される濃
縮水がない。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の装置の１例を示す概念図
であり、第３図は本発明において好ましく用いられる濾
過膜モジュールの１例である。 図において、 １：原水タンク、　　　　　２：原水ポンプ、３：濾過
膜モジュール、　４：循環ライン、５：濾過袋、　　　
　　　６．７：バルブ８：粗濾過ライン、　　　　９：
バイパス１０．１１：バルブ、　　　１２：圧力計、１
３．１４．１５：′ａ量計　を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）原水タンクからの被処理水を微細懸濁物質を阻止す
   る能力を有する孔径の膜を用いたクロスフロー方式の濾
   過膜で濾過すると同時に濾過されなかった水を原水タン
   クに循環する処理方法において、循環水の一部を該濾過
   膜の孔径の５乃至１０００倍の孔径を有する濾過袋を通
   すことを特徴とする水中懸濁物質の処理方法。 ２）濾過膜で濾過される水量と循環水量の比が１：３〜
   ３００であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の水中懸濁物質の処理方法。 ３）原水タンクと、微細懸濁物質を阻止する能力を有す
   る孔径の膜を用いたクロスフロー方式の濾過膜モジュー
   ルと、濾過されなかった水を原水タンクに循環する循環
   ラインと、該濾過膜の孔径の５乃至１０００倍の孔径を
   有する濾過袋と、循環ライン中の水の一部を取出し濾過
   袋に導く部分粗濾過ラインと、原水を原水タンクから精
   密濾過膜モジュールに送液する原水ポンプと、循環水の
   うち粗濾過ラインとこれを通らないものとの水量比を調
   節するバルブとからなる水中懸濁物質の処理装置。 ４）部分粗濾過ラインから出た水が濾過袋内へ自由落下
   するように配管されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第４項記載の水中懸濁物質の処理装置。