JP2016059893A - 処理システムおよび処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】処理システムは、被処理液槽と、処理槽と、被処理液供給配管と、洗浄用処理液供給機構とを持つ。処理槽は、フィルターによって被処理液領域と処理液領域とに区画されたものである。前記フィルターが、表面に近接配置された高さ0.2〜2.5μmの複数の針状構造物と、平均孔径0.5〜10.0μmの貫通孔とを有する第1フィルターまたは、表面に近接配置された最大外形寸法の平均値が0.5〜10μmである複数の多面体構造物と、内接円の直径の平均値が1.0〜20μmである貫通孔とを有する第2フィルターである。
【選択図】図1
Description
水中に含まれる水不溶物や不純物の粒子を分離除去する方法として、例えば、膜分離法、遠心分離法、活性炭吸着法、オゾン処理法、凝集剤添加による浮遊物質の沈殿除去法が挙げられる。
深層濾過は、フィルターの表面だけでなく孔の内面など、SS粒子を含む水と接するフィルター表面全面へのSS粒子の付着を利用する機構である。深層濾過では、主にフィルターの孔よりも小さい粒子が捕捉される。例えば、砂などの濾過材が充填された塔を用いる濾過においては、深層濾過の機構が用いられている。
ケーク濾過は、フィルターに捕捉されたSS粒子自身がケークを形成し、フィルターとして機能する機構である。ケーク濾過では、深層濾過よりもさらに小さいSS粒子が捕捉される。
被処理液槽は、被処理液を貯留する。処理槽は、フィルターによって被処理液領域と処理液領域とに区画されたものである。被処理液供給配管は、前記被処理液槽と前記被処理液領域とを連結させるものである。洗浄用処理液供給機構は、前記処理槽に接続されたものである。
前記フィルターが、表面に近接配置された高さ0.2〜2.5μmの複数の針状構造物と、平均孔径0.5〜10.0μmの貫通孔とを有する第1フィルターまたは、表面に近接配置された最大外形寸法の平均値が0.5〜10μmである複数の多面体構造物と、内接円の直径の平均値が1.0〜20μmである貫通孔とを有する第2フィルターである。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態の処理システムを示す模式図である。図1に示す処理システム100は、被処理液槽101と、処理槽102と、処理液槽103と、被処理液供給配管104と、洗浄用処理液供給配管105(洗浄用処理液供給機構)と、濃縮汚泥槽106と、洗浄液排出配管107と、処理液排出配管108と、初期通過液排出配管109と、排出配管115と、制御装置120とを有している。
処理液排出配管108は、処理槽102の処理液領域102bと処理液槽103とに連結されている。処理液排出配管108と処理槽102とは、平面視で処理槽102の下面略中央部で接続されている。処理液排出配管108と処理液槽103とは、処理液槽103の上面で接続されている。
洗浄液排出配管107には、第5弁122が設置されている。第5弁122は、開閉弁である。洗浄液排出配管107では、第5弁122を切り替えることにより、洗浄液排出配管107と濃縮汚泥槽106とが連通される、または洗浄液排出配管107と濃縮汚泥槽106とが遮断される。
また、制御装置120は、上記の圧力がしきい値超である場合、第1弁111を制御して被処理液領域102aへの被処理液の供給を遮断し、第9弁301と第10弁302と第11弁303とを制御して被処理液領域102aまたは処理液領域102bに処理液を供給する。
被処理液領域102a内の被処理液の圧力のしきい値は、予め決定された規定値であり、特に限定されないが、例えば0.2MPaとしてもよい。
具体的には、制御装置120は、洗浄工程が終了していないと判断した場合、第9弁301と第10弁302と第11弁303とを制御して、被処理液領域102aまたは処理液領域102bへ処理液を供給し、第1弁111を制御して被処理液領域102aへの被処理液を遮断する。
また、制御装置120は、洗浄工程が終了したと判断した場合、第9弁301と第10弁302と第11弁303とを制御して、被処理液領域102aまたは処理液領域102bへの処理液の供給を遮断し、第1弁111を制御して被処理液領域102aに被処理液を供給する。
また、洗浄工程が終了したか否かは、洗浄工程が後述する処理液領域102bに処理液を供給する工程である場合、予め決定された所定の時間が経過したこと、および/または、被処理液領域102a内の被処理液の圧力が、予め決定されたしきい値以上であることにより判断してもよい。
次いで、めっき層3に被覆された線材2の平均線径をA、貫通孔8の孔径の平均値をBとして、B2/(A+B)2(%)で算出される値を開孔率と定義する。
下地層4の厚みは、めっき層3の線材2への接着性を向上させることができる厚み以上とされている。また、下地層4の厚みは、貫通孔8の平均孔径が、フィルター1にSS粒子を含む被処理液を通過させる際に適している0.5μm〜10.0μmとなる範囲の厚みとされている。
フィルター基材6の単位面積(1μm2)当たりの針状構造物5の数は、1.2〜10.0個/μm2であることが好ましい。単位面積当たりの針状構造物5の数が1.2個/μm2以上であると、フィルター1の表面積が十分に広くなり、隣接する針状構造物5間にSS粒子が引っかかりやすくなる。このため、深層濾過の機構によってSS粒子が捕捉されやすく、捕捉されたSS粒子によってケーク7が形成されやすいフィルター1となる。単位面積当たりの針状構造物5の数は、よりSS粒子の除去機能の高いフィルター1とするために、3.0個/μm2以上であることが好ましい。
空間31は、ケーク7が形成された時に、ケーク濾過された処理液が流れる流路として機能する。このため、針状構造物5を有さないフィルターと比較すると、ケーク7を通過した処理液の得られる面積が大きくなるため、濾過流量を大きくすることができる。したがって、単位面積当たりの針状構造物5の数が10.0個/μm2以下であるフィルター1は、SS粒子が除去されやすく、濾過流量の大きいものとなる。
また、空間31は、フィルター1の洗浄時に、洗浄液が流れる流路としても機能する。したがって、単位面積当たりの針状構造物5の数が10.0個/μm2以下であるフィルター1は、より優れた洗浄性を有する。
単位面積当たりの針状構造物5の数は、より濾過流量が大きく洗浄性に優れたフィルター1とするために、7.0個/μm2以下であることが好ましい。
フィルターを電子顕微鏡で観察し、縦2μm横2μm面積4μm2の正方形内に存在する針状構造物の頂点の数を、4箇所測定する。そして、4箇所で測定した針状構造物の頂点の数を平均し、単位面積(1μm2)当たりの針状構造物の数を算出する。
フィルター1を埋め込み樹脂で固定して切断し、その切断面をイオンミリングで平滑化して、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて撮影する。その後、撮影したフィルター基材の断面の拡大写真におけるフィルター基材の表面の略延在方向に沿って、10μm当たりの針状構造物の数を測定する。そして、測定した針状構造物の数から単位長さ(1μm)当たりの針状構造物の数を算出する。
図3に示すように、フィルター基材6の断面において隣接する針状構造物5間には、谷53が形成されている。フィルター基材6の断面において、針状構造物5を挟んで対向する谷底である基端53a、53a間を、直線51でつなぎ、その長さを針状構造物5の基端部の幅D1、D2とする。また、針状構造物5の先端52と上記の直線51との最短距離を、針状構造物5の高さH1、H2とする。
まず、針状構造物57、58が一体化された針状構造物59を挟んで対向する谷底である基端53a、53a間を、直線54でつなぐ。次いで、2つの針状構造物57、58間の谷55の谷底から直線54に向かって垂線56を引く。垂線56と直線54との交点から各基端53a、53aまでのそれぞれの距離を、針状構造物57、58の基端部の幅D3、D4とする。また、各針状構造物57、58の先端52a、52bと上記の直線54との最短距離を、各針状構造物57、58の高さH3、H4とする。なお、垂線56の長さが、針状構造物57、58の高さH3、H4の両方の高さの3/4未満である場合には、独立した2つの針状構造物とみなす。また、2つの針状構造物57、58が一体化されているとする基準は、前記独立した2つの針状構造物とみなされる場合以外とする。
上記の変動係数が0.15〜0.50の範囲であると、より一層SS粒子の除去機能および洗浄性の優れたフィルター1となる。上記の変動係数が0.15以上であると、針状構造物5の高さのばらつきが十分に大きいものとなる。このため、フィルター1にSS粒子を含む被処理液を通過させる際に、フィルター1の表面でのSS粒子を含む被処理液の流れが複雑になるとともに、高さの高い針状構造物5にSS粒子が引っかかりやすくなる。その結果、深層濾過の機構によってSS粒子が捕捉されやすくなるとともに、高さの高い針状構造物5に引っかかったSS粒子を起点として、めっき層3の表面にケーク7が形成されやすくなる。上記の変動係数は、よりSS粒子が捕捉されやすいフィルター1とするために、0.18以上であることが好ましい。
ここで、平均粒子径bは、レーザー回折法により測定されたものである。具体的には、株式会社島津製作所製のSALD−DS21型測定装置(商品名)などにより測定することができる。
フィルター1を製造するには、まず、綾織されて網目状とされた線材2を用意する。
次いで、線材2の表面全面に、めっき処理を用いて、下地層4を形成する。下地層4を形成するためのめっき処理としては、従来公知の方法を用いることができる。例えば、ニッケルまたはニッケル合金からなるめっき層3を形成する前に、ステンレスからなる線材2の表面に下地層4を形成する場合には、電解ニッケルめっき処理または無電解ニッケルめっき処理を用いて、ニッケルまたはニッケル合金からなる下地層4を形成することが好ましい。
また、めっき層3を形成するためのめっき処理を行った後、必要に応じて、フィルターの耐久性を向上させるために、めっき層3の表面に、他の金属や有機物などを用いて別の被覆層を形成してもよい。
フィルター1にSS粒子を含む被処理液を通過させると、まず、表面濾過および深層濾過の機構によって、SS粒子が捕捉される。フィルター1は、表面に近接配置された所定の高さを有する複数の針状構造物5を有するものであるため、フィルター1とSS粒子を含む被処理液との接触面積が多い。このため、本実施形態では、表面濾過および深層濾過の機構によって針状構造物5の表面に付着したSS粒子を起点として、めっき層3の表面の複数の箇所で速やかにSS粒子の凝集物が形成される。
一定量のSS粒子を捕捉した本実施形態のフィルター1を洗浄する方法としては、例えば、フィルター1のSS粒子を含む被処理液を通過させた側に、洗浄液を供給する方法(以下「第1方法」という場合がある。)と、フィルター1のSS粒子を含む被処理液を通過させたのと反対向きに、洗浄液を供給(逆洗)する方法(以下「第2方法」という場合がある。)が挙げられる。
図4は、第1の実施形態の処理システムを用いた処理方法の一例を説明するためのフローチャートである。
本実施形態では、フィルター1として、未使用のフィルターまたは洗浄によりケークの除去されたフィルターを用いる。
また、制御装置120による被処理液の圧力がしきい値以下であるか否かの判断は、処理工程を行っている間中、連続して行ってもよいし、所定の時間毎に行ってもよい。
そして、初期リークが終了した段階で、第4弁114を切り替えて、処理液排出配管108によって、処理槽102の処理液領域102bと処理液槽103とを連通する。すなわち、本実施形態の処理方法では、初期リークの間のみ、処理液排出配管108と初期通過液排出配管109とを連通させる。
処理液排出配管108によって、処理槽102の処理液領域102bと処理液槽103とが連通された状態で、フィルター1を通過した処理液は、処理液領域102bに接続された処理液排出配管108を介して処理液槽103に貯留される。
本実施形態においては、制御装置120により、圧力計121の測定した被処理液領域102a内の被処理液の圧力がしきい値以下であるか否かを判断する。その結果、被処理液の圧力がしきい値以下である場合には、処理工程を継続する。
次に、本実施形態では、第5弁122を切り替えて、洗浄液排出配管107と濃縮汚泥槽106とを連通させる。
本実施形態においては、フィルター1の洗浄に用いる洗浄液として、フィルター1を通過した処理液を用いる。
そして、制御装置120によって洗浄工程が終了していないと判断された場合には、洗浄工程を継続する。
一方、制御装置120により洗浄工程が終了したと判断された場合には、制御装置120によって、第9弁301と第10弁302と第11弁303とを制御して、被処理液領域102aまたは処理液領域102bへの処理液の供給を遮断する。
その後、図4に示す本実施形態の処理方法では、処理工程の開始(図4におけるS1)から洗浄工程の終了(図4におけるS5)までの工程を複数回連続して繰り返し行うことが好ましい。
一回目から最後までの間の一部が異なる洗浄工程である場合、例えば、被処理液領域102aに処理液を供給する工程を1〜5回行う毎に、処理液領域102bに処理液を供給する工程を1回行うことが好ましい。この場合、充分に洗浄効果が得られるとともに、初期リークの期間が短期間となり、非処理液の処理効率の高い処理方法となる。
また、1回の洗浄工程において、被処理液領域102aに処理液を供給する工程と、処理液領域102bに処理液を供給する工程の両方を行ってもよい。
また、図1に示す処理システム100では、洗浄用処理液供給配管105に第3弁113を介して排出配管115が連結されている場合を例に挙げて説明したが、排出配管115は、洗浄用処理液供給配管105とは別個に処理液槽103に接続されていてもよい。
本実施形態では、線材2が綾織されて網目状となっている場合を例に挙げて説明したが、線材2の形状は、特に限定されるものではなく、例えば、平織、畳織であってもよい。
次に、処理システムの他の例について説明する。
図5は、第2の実施形態の処理システム130を示す模式図である。第2の実施形態の処理システム130が、図1に示す第1の実施形態の処理システム100と異なるところは、被処理液供給配管104と、洗浄用処理液供給配管105と、洗浄液排出配管107と、処理液排出配管108とが、処理槽102に接続されている位置、及び洗浄液排出配管107から三方弁304を介して被処理液槽101へ戻る被処理水循環配管305が設置されているのみである。したがって、共通する部材については、同じ符号を付し、説明を省略する。
第2の実施形態の処理システム130を用いて、被処理液を処理する場合、図1に示す第1の実施形態の処理システム100を用いた場合と、処理工程において被処理液領域102aに供給された処理液の流れ方が異なる。その他については、図1に示す第1の実施形態の処理システム100と同じであるので、説明を省略する。
次に、処理システムの他の例について説明する。
図6は、第3の実施形態の処理システム150を示す模式図である。第3の実施形態の処理システム150と、図1に示す第1の実施形態の処理システム100とでは、処理槽160の形状が異なっている。また、第3の実施形態の処理システム150と、図1に示す第1の実施形態の処理システム100とでは、被処理液供給配管104、洗浄用処理液供給配管105、洗浄液排出配管107、処理液排出配管108、初期通過液排出配管109の各配管と、処理槽160との配置が異なっている。第3の実施形態の処理システム150において、図1に示す第1の実施形態の処理システム100と共通する部材については、同じ符号を付し、説明を省略する。
処理槽160では、円筒状のフィルター161a、161bによって、本体162内のフィルター161a、161bの外側が被処理液領域、フィルター161a、161bの内側が処理液領域に区画されている。
処理槽160内におけるフィルター161a、161bの設置位置は、特に限定されるものではないが、フィルター161a、161bの外側全面が被処理液と十分に接触するように設置されることが好ましい。
被処理液供給配管104と処理槽160とは、処理槽160の側面で接続されている。
洗浄液排出配管107と処理槽160とは、処理槽160の下面で接続されている。本実施形態では、洗浄液排出配管107にポンプ107aが設置されている。ポンプ107aは、処理槽160からSS粒子を多く含む濃縮液を取り出して、濃縮汚泥槽106に圧送する。
配管153は、第6弁156と第8弁154とをつなぐものである。配管153は、被処理液がフィルター161a、161bを外側から内側に向かって通過して生成した処理液の移動と、フィルター161a、161bを内側から外側に向かって通過させる処理液の移動とに用いられる。
第7弁155を切り替えることにより、初期通過液排出配管109と第7弁155よりも流路151a、151b側の配管153とが連通される、または初期通過液排出配管109と配管153とが遮断される。
第8弁154を切り替えることにより、処理液排出配管108と配管153とが連通される、または洗浄用処理液供給配管105と配管153とが連通される。
第6弁156、第7弁155、第8弁154の切り替えは、制御装置120によって制御される。
また、制御装置120は、上記の圧力がしきい値超である場合、第1弁111を制御して被処理液領域への被処理液の供給を遮断し、第6弁156、第7弁155、第8弁154を制御して被処理液領域または処理液領域に処理液を供給する。
本実施形態では、フィルター161a、161bとして、未使用のフィルターまたは洗浄によりケークの除去されたフィルターを用いる。
また、第5弁122を切り替えて、洗浄液排出配管107と濃縮汚泥槽106とを遮断する。また、第3弁113を切り替えて、洗浄用処理液供給配管105と排出配管115との接続を遮断する。
フィルター161a、161bを通過した処理液は、処理工程を開始してから、フィルター161a、161bにケークが形成されて所定の濾過性能が得られるようになるまで(初期リーク)の間、処理液領域に接続された流路151a、151bを介して処理槽160から排出され、配管153、初期通過液排出配管109を介して被処理液槽101に戻される。
本実施形態においては、制御装置120により、圧力計121の測定した被処理液領域内の被処理液の圧力がしきい値以下であるか否かを判断する。その結果、被処理液の圧力がしきい値以下である場合には、処理工程を継続する。
次に、本実施形態では、第5弁122を切り替えて、洗浄液排出配管107と濃縮汚泥槽106とを連通させる。
一方、制御装置120により洗浄工程が終了したと判断された場合には、制御装置120によって第6弁156、第8弁154を制御して、被処理液領域または処理液領域への処理液の供給を遮断する。
その後、本実施形態の処理方法では、処理工程の開始から洗浄工程の終了までの工程を複数回連続して繰り返し行うことが好ましい。
また、フィルター161a、161bの形状は、円筒状に限定されるものではなく、中空のものであって内部から外部に、および外部から内部に処理液を通過させることができるものであれば、如何なる形状であってもよい。具体的には、例えば、球状、多角柱状、プリーツ状などの外形を有するものが挙げられる。
線材202の材料としては、図2および図3に示すフィルター1の線材2と同様のものを用いることができる。
下地層204の厚みは、めっき層203の線材202への接着性を向上させることができる厚みであればよい。図7に示すフィルター1においては、下地層4の厚みを制御することによって、貫通孔205の大きさを調整してもよい。この場合、下地層204の厚みは、必要とする貫通孔205の大きさに応じて適宜決定される。
すなわち、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて拡大したフィルター201の写真を撮影し、画像処理を行う。具体的には、多面体形状の析出物の最も大きさの大きい部分の外形寸法を、一つの写真に対して代表的な10か所を選択して測定し、その平均値を平均最大外形寸法と定義する。
すなわち、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて拡大したフィルター201の写真を撮影し、画像処理を行う。具体的には、平面視で、めっき層203の被覆された貫通孔205の内壁に接する内接円251の直径を、一つの写真に対して代表的な10か所を選択して測定し、その平均値を内接円251の直径の平均値と定義する。
上記のA≦3Bを満たす場合、目詰まりが生じにくく、深層濾過および表面濾過の機構を利用して効率よくSS粒子を捕捉できるフィルター201となる。内接円251の直径の平均値が、析出物の平均最大外形寸法に対して極端に小さいと、深層濾過の機構によってめっき層203の表面に捕捉されるSS粒子の粒径と、表面濾過の機構によって貫通孔205に捕捉されるSS粒子の大きさとが逆転し、目詰まりが起こりやすくなる場合がある。
また、フィルター201の開孔率が5%を超えると、めっき層203を形成している多面体形状の析出物の間の空隙を通過して貫通孔5に向かう被処理液の量が不足するため、めっき層203の表面へのSS粒子の付着が抑制される。また、フィルター201の開孔率が5%を超えると、めっき層203の表面において、めっき層203の表面に付着したSS粒子の凝集を十分に促進できなくなる。このため、貫通孔205をふさぐケークが形成されにくくなる。フィルター201の開孔率は2.5%以下が好ましく、1.5%以下であることがさらに好ましい。
そして、めっき層203に被覆された線材202の平均線径をA、内接円の直径の平均値をBとして、B2/(A+B)2(%)で算出される値を開孔率と定義する。
フィルター201を製造するには、まず、平織の網目状に配置された線材202を用意する。
次いで、線材202の表面全面に、めっき処理を用いて、下地層204を形成する。下地層204を形成するためのめっき処理としては、図2および図3に示すフィルター1の下地層4と同様の方法を用いることができる。
また、めっき層203を形成するためのめっき処理を行った後、必要に応じて、フィルターの耐久性を向上させるために、めっき層203の表面に金などで形成されている別のめっき層を形成してもよい。
第1領域206は、めっき層203の表面の一部を改質処理することによって形成できる。改質処理とは、めっき層203の表面の物性を変化させて、被処理液との物理的相互作用を変える処理である。したがって、めっき層203の表面のうち、改質処理された領域は、第1領域206となり、改質処理されなかった領域は、第1領域206と被処理液との親和性が異なる第2領域207となる。
親水化処理としては、例えば、めっき層203にプラズマなどを放射することによってめっき層203の表面に水酸基を付与する処理、めっき層203の表面に親水性素材(二酸化チタンなど)を塗布する処理、めっき層203の表面と親水性の官能基を有するシランカップリング剤とを反応させる処理などが挙げられる。
疎水化処理としては、例えば、めっき層203の表面に疎水性素材を塗布する処理、めっき層203の表面と疎水性の官能基を有するシランカップリング剤とを反応させる処理などが挙げられる。
フィルター201にSS粒子を含む被処理液を通過させると、まず、表面濾過および深層濾過の機構によって、SS粒子が捕捉される。フィルター201は、表面に近接配置された所定の最大外形寸法を有する複数の多面体構造物を有するものであるため、表面にSS粒子がひっかかりやすいものであるとともに、フィルター201とSS粒子を含む被処理液との接触面積が多い。このため、実施形態のフィルター201は、めっき層203の表面に付着するSS粒子が多く、表面濾過および深層濾過の機構によって、効率よくSS粒子を捕捉できる。
また、実施形態のフィルター201では、洗浄時に、多面体構造物間の空隙に多方向から洗浄液が流入するため、優れた洗浄性が得られる。
上記の実施形態では、網目状に配置された線材202の形状が平織である場合を例に挙げて説明したが、網目状に配置された線材202の形状は、特に限定されるものではなく、例えば、綾織、畳織であってもよい。フィルター基材が織物である場合、線材202同士が交差して重なることによって、フィルター201の表面に凹凸が形成される。このため、フィルター201の表面にSS粒子がひっかかりやすいものとなり、より一層濾過性能の高いものとなる。
上述した実施形態では、処理工程において圧力測定装置の測定した被処理液の圧力がしきい値以下であるか否かを判断し、被処理液の圧力がしきい値超である場合、処理工程を停止して洗浄工程を行う場合を例に挙げて説明したが、処理工程を開始してからの時間、処理工程において処理した被処理液の液量などに基づいて処理工程を終了し、洗浄工程を開始してもよい。
また、洗浄工程が終了したか否かは、洗浄工程を開始してから、予め決定された所定の時間が経過したことにより判断してもよいが、例えば、フィルターの洗浄に使用した後の処理液中の濁度など他の項目を用いて判断してもよい。
(実施例1)
以下の方法によりフィルターを作製した。まず、ステンレス製の平織りの金網(目開き45μm,線径32μm)を用意した。これを、リンと亜鉛とニッケルとを含むめっき浴中に浸漬し、ニッケルめっき処理を行った。このことにより、ステンレス鋼線で形成された金網を、ニッケル亜鉛合金からなる下地層で被覆した。
(処理工程)
フィルターに、圧力0.1MPaで被処理液を10分間通過させた。被処理液には、平均粒子径0.1μmのアルミナ粒子(バイカロックスCR0.1)をSS粒子として100mg/L含む水で形成されているスラリー(濁度266NTU)を用いた。
(洗浄工程)
処理工程後のフィルターを取り出し、被処理液を通過させたのと反対側から、イオン交換水を水圧0.1MPaで3分間通水する(逆洗)ことにより洗浄した。
1回目の処理工程によって生成した処理水の濁度と、10回目の処理工程によって生成した処理水の濁度を測定した。
濁度が5FTU未満である場合を○、5FTU以上10FTU未満である場合を△、10FTU以上である場合を×と評価した。
10回目の洗浄工程後のフィルターの表面を電子顕微鏡で観察した。
電子顕微鏡の観察結果より、貫通孔のSS粒子が剥離しているものを○とし、貫通孔にSS粒子が残留しているがフィルター表面のSS粒子が剥離している場合を△とし、貫通孔およびフィルター表面にSS粒子が残留しているものを×と評価した。
図8は、10回目の洗浄工程後に実施例1のフィルターの表面を撮影した顕微鏡写真である。図9は、図8に示す顕微鏡写真の一部を拡大した写真である。
1回目の濾過流量と10回目の濾過流量とを求め、その低下率を算出した。
濾過流量の低下率が20.0%未満であったものを◎、20.0%以上30.0%未満であったものを○、30.0%以上であったものを×と評価した。
針状構造物の平均高さが0.3μm、貫通孔の径が3.5μm、開孔率が0.31%のフィルターを用いたこと以外は、実施例1と同様にして評価した。
(実施例3)
針状構造物の平均高さが1.9μm、貫通孔の径が4.1μm、開孔率が0.44%のフィルターを用いたこと以外は、実施例1と同様にして評価した。
貫通孔の孔径が0.5μm、開孔率が0.13%のフィルターを用いたこと以外は、実施例1と同様にして評価した。
(実施例5)
貫通孔の孔径が10.0μm、開孔率が3.92%のフィルターを用いたこと以外は、実施例1と同様にして評価した。
洗浄工程として、フィルターの被処理液を通過させた側の表面に、イオン交換水を水圧0.1MPaで3分間かけ流すことにより洗浄したこと以外は、実施例1と同様にして評価した。
(実施例7)
10回の洗浄工程のうち、1〜4回目と6〜9回目の洗浄工程を実施例6と同様にして行い、5回目と10回目の洗浄工程を実施例1と同様にして行ったこと以外は、実施例1と同様にして評価した。
実施例1と同様のステンレス製の平織りの金網を用意し、実施例1と同様の方法で下地層を被覆した。
その後、下地層を形成しためっき浴中に、添加剤として2−ブチン−1,4−ジオールを添加して、無電解ニッケルめっき処理を行った。このことにより、下地層で被覆された線材を被覆するめっき層を形成し、実施例8のフィルターを得た。
図10に示すように、実施例8のフィルターには、表面に近接配置された複数の多面体構造物が形成されていた。また、実施例8のフィルターの多面体構造物の平均最大外形寸法、貫通孔の孔径(貫通孔の内接円の直径の平均値)、開孔率を、それぞれ上述した方法により調べた。
実施例8のフィルターを用いて、実施例1と同様にして評価した。
ステンレス製の平織りの金網(目開き45μm、線径32μm)上にニッケルめっき処理を施したフィルターを用いたこと以外は、実施例1と同様にして評価した。
図11は、10回目の洗浄工程後に比較例1のフィルターの表面を撮影した顕微鏡写真である。図12は、図11に示す顕微鏡写真の一部を拡大した写真である。
また、表1に示すように、針状構造物の平均高さおよび貫通孔の平均孔径が好ましい範囲である実施例1および実施例3では、濾過流量の評価が◎であった。
Claims (9)
- 被処理液を貯留する被処理液槽と、
フィルターによって被処理液領域と処理液領域とに区画された処理槽と、
前記被処理液槽と前記被処理液領域とを連結させる被処理液供給配管と、
前記処理槽に接続された洗浄用処理液供給機構とを有し、
前記フィルターが、表面に近接配置された高さ0.2〜2.5μmの複数の針状構造物と、平均孔径0.5〜10.0μmの貫通孔とを有する第1フィルターまたは、
表面に近接配置された最大外形寸法の平均値が0.5〜10μmである複数の多面体構造物と、内接円の直径の平均値が1.0〜20μmである貫通孔とを有する第2フィルターである処理システム。 - 前記第1フィルターの前記針状構造物の数が、単位面積当たり1.2〜10.0個/μm2である請求項1に記載の処理システム。
- 前記第1フィルターの開孔率が0.01〜5%であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の処理システム。
- 前記針状構造物が、ニッケルまたはニッケル合金で形成されたものであることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の処理システム。
- 前記被処理液領域内の前記被処理液の圧力を測定する圧力測定装置と、
前記被処理液供給配管に設置された第1弁と、
前記洗浄用処理液供給機構に設置された第2弁と、
前記圧力測定装置の測定した前記被処理液の圧力がしきい値超である場合、前記第1弁を制御して前記被処理液領域への前記被処理液の供給を遮断し、前記第2弁を制御して前記処理槽に洗浄液を供給する制御装置とを有する請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の処理システム。 - 前記洗浄用処理液供給機構が、前記処理槽と処理液を貯留する処理液槽とに接続されている請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の処理システム。
- 前記洗浄用処理液供給機構が、前記処理槽の前記処理液領域に接続されている請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の処理システム。
- 請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の処理システムを用いて被処理液を処理する処理方法であって、
前記被処理液領域に前記被処理液を供給し、前記フィルターの前記被処理液領域側から前記処理液領域に前記被処理液を通過させて処理液を生成する処理工程と、
前記処理槽に洗浄液を供給し、前記フィルターを洗浄する洗浄工程とを有する処理方法。 - 請求項5に記載の処理システムを用いて被処理液を処理する処理方法であって、
前記被処理液領域に前記被処理液を供給し、前記被処理液領域内の前記被処理液の圧力を測定しながら、前記フィルターの前記被処理液領域側から前記処理液領域に前記被処理液を通過させて処理液を生成し、前記圧力測定装置の測定した前記被処理液の圧力がしきい値以下であるか否かを判断する処理工程と、
前記圧力測定装置の測定した前記被処理液の圧力がしきい値超である場合、前記第1弁を切り替えて前記被処理液領域への前記被処理液の供給を遮断する処理停止工程と、
前記第2弁を切り替えて前記処理槽に洗浄液を供給し、前記フィルターを洗浄する洗浄工程とを行う処理方法。
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