JP2017029927A - Treatment system and treatment method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、処理システム及び処理方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to a processing system and a processing method.
近年、工業の発達や人口の増加により、水資源の有効利用が求められるようになってきている。水資源の有効利用を図るためには、工業排水や生活排水などの各種の排水を浄化して、再利用することが重要である。排水を浄化するためには、水中に含まれる水不溶物や不純物を分離除去する必要がある。
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。
In recent years, due to industrial development and population increase, effective use of water resources has been demanded. In order to effectively use water resources, it is important to purify and reuse various wastewaters such as industrial wastewater and domestic wastewater. In order to purify the wastewater, it is necessary to separate and remove water insoluble matters and impurities contained in the water.
Examples of a method for separating and removing water-insoluble matter and impurity particles contained in water include a membrane separation method, a centrifugal separation method, an activated carbon adsorption method, an ozone treatment method, and a method for removing suspended solids by adding a flocculant.
膜分離法に代表される濾過法では、さまざまな形態の膜や濾過材を用いたフィルターに、除去対象物質である懸濁物質（以下、ＳＳ粒子と表記する場合がある。）を含む水を通過させて、水中からＳＳ粒子を分離している。代表的な濾過機構としては、表面濾過、深層濾過（デプス濾過）、ケーク濾過と呼ばれる機構がある。 In a filtration method represented by a membrane separation method, water containing suspended substances (hereinafter sometimes referred to as SS particles) that are substances to be removed is added to filters using various forms of membranes and filter media. The SS particles are separated from the water by passing through. As typical filtration mechanisms, there are mechanisms called surface filtration, depth filtration (depth filtration), and cake filtration.
表面濾過は、フィルターの表面でフィルターを通過する水中に含まれるＳＳ粒子を受け止める機構である。表面濾過では、主にフィルターの孔よりも大きいＳＳ粒子が捕捉される。例えば、膜を用いる濾過では、主に表面濾過の機構が用いられている。
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。
Surface filtration is a mechanism for receiving SS particles contained in water passing through the filter at the surface of the filter. Surface filtration mainly captures SS particles that are larger than the pores of the filter. For example, in a filtration using a membrane, a surface filtration mechanism is mainly used.
The depth filtration is a mechanism that utilizes adhesion of SS particles not only to the surface of the filter but also to the entire surface of the filter in contact with water containing SS particles such as the inner surface of the pores. In depth filtration, particles that are mainly smaller than the pores of the filter are trapped. For example, in the filtration using a tower filled with a filtering material such as sand, a mechanism of depth filtration is used.
Cake filtration is a mechanism in which SS particles themselves captured by a filter form a cake and function as a filter. Cake filtration captures SS particles that are even smaller than depth filtration.
例えば、金網を用いたフィルターを用いて、水中からＳＳ粒子を分離する濾過では、主に表面濾過の機構が用いられている。金網を用いたフィルターにおいて、深層濾過の機構を用いれば、フィルターの孔よりも小さい粒子を捕捉でき、フィルターの閉塞が生じにくく、かつ、通水量の確保がしやすくなる。しかし、金網を用いたフィルターでは、フィルターとＳＳ粒子を含む水との接触面積を確保しにくいため、深層濾過の機構を利用できない場合があった。 For example, in the filtration that separates SS particles from water using a filter using a wire mesh, a surface filtration mechanism is mainly used. In a filter using a wire mesh, if a deep layer filtration mechanism is used, particles smaller than the pores of the filter can be captured, the filter is not easily blocked, and the water flow rate is easily secured. However, in a filter using a wire mesh, it is difficult to secure a contact area between the filter and water containing SS particles, and thus there is a case where the mechanism of the depth filtration cannot be used.
一般に、フィルターにＳＳ粒子を含む水を通過させて、水中からＳＳ粒子を除去する場合、ＳＳ粒子によるケークが形成されてケーク濾過へ移行する。この時の濾過性能は、形成されたケークに依存し（言い換えればＳＳ粒子に依存し）、ケークの厚みが増すと共に濾過流量の低下が観察される。 Generally, when water containing SS particles is passed through a filter to remove SS particles from the water, a cake of SS particles is formed and the process proceeds to cake filtration. The filtration performance at this time depends on the formed cake (in other words, depends on SS particles), and a decrease in the filtration flow rate is observed as the cake thickness increases.
また、フィルターの洗浄を行う際に、フィルターとＳＳ粒子との分離が円滑に行われないと洗浄効率が低下し、洗浄水の消費量の増大やフィルターの性能低下を引き起こす懸念がある。また微細な粒子を除去するために凝集剤を添加する必要があり、汚泥の量が増加するといった課題もあった。さらに、ＳＳが有価物である場合、回収する汚泥中に凝集剤が混入していることによりその有価物の回収が困難となる。 Further, when the filter is washed, if the filter and the SS particles are not smoothly separated, the washing efficiency is lowered, and there is a concern that the consumption of washing water is increased and the performance of the filter is lowered. In addition, in order to remove fine particles, it is necessary to add a flocculant, and there is a problem that the amount of sludge increases. Furthermore, when SS is a valuable resource, it is difficult to recover the valuable resource because the flocculant is mixed in the recovered sludge.
これらを解消するためにフィルターの洗浄を行うが、フィルターとＳＳの分離が悪いと洗浄水量が増大し、洗浄による排水量が増えてシステムの運用効率（即ち、（処理液量−洗浄排水量）／処理液量）が低下するという課題がある。そして、濾過と洗浄を繰り返す度にフィルターの濾過性能はさらに低下していき、濾過性能が特定の閾値に達すると洗浄用薬剤を用いた洗浄やフィルター本体の交換が必要となり、廃棄物量が増大するといった課題があった。 In order to solve these problems, the filter is washed. However, if the filter and SS are poorly separated, the amount of washing water increases, and the amount of wastewater due to washing increases, so that the operation efficiency of the system (that is, (treatment liquid amount−washing wastewater amount) / treatment There is a problem that the amount of liquid) decreases. Each time filtration and cleaning are repeated, the filtration performance of the filter further decreases. When the filtration performance reaches a specific threshold value, cleaning with a cleaning agent or replacement of the filter body is required, and the amount of waste increases. There was a problem.
本発明が解決しようとする課題は、凝集剤を添加することなく微細な固形物を分離可能であり、かつ、フィルターへのＳＳの堆積や目詰まりによる濾過性能の低下を少量の洗浄水によって抑制可能な処理システムおよびこれを用いた処理方法を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is that a fine solid can be separated without adding a flocculant, and a decrease in filtration performance due to SS accumulation or clogging is suppressed by a small amount of washing water. It is to provide a possible processing system and a processing method using the same.
実施形態の処理システムは、被処理液が供給される供給部、一次面側から二次面側に向けて前記被処理液を透過させて前記被処理液中の固形分を濾過するフィルターと、前記フィルターを通過した処理液を排出させる第一排出部、および前記供給部から前記被処理液の一部を排出させる第二排出部を有する処理槽を持つ。
また、前記フィルターの前記二次面側に臨む第二空間を加圧可能な加圧手段と、前記フィルターの透過性能の評価指標を検出し、検出信号を出力する検出手段と、前記検出信号に基づいて、前記フィルターの洗浄動作の要否を判定する制御部とを持つ。
前記フィルターは、複数の貫通孔と、少なくとも前記一次面側の表面に形成され、前記貫通孔の平均孔径よりも最大外形寸法の小さい複数の微細構造物とを持つ。
前記制御部は、前記フィルターの洗浄動作を行う際には、前記加圧手段を動作させて前記第二空間を加圧し、前記第二空間に残留する前記処理液の残部および前記フィルターの前記一次面側に臨む第一空間に残留する前記被処理液の残部を前記第二排出部から排出させる動作を実行する制御プログラムを持つ。
The processing system of the embodiment includes a supply unit to which the liquid to be processed is supplied, a filter that allows the liquid to be processed to pass from the primary surface side to the secondary surface side, and filters the solid content in the liquid to be processed; It has a treatment tank having a first discharge part for discharging the processing liquid that has passed through the filter, and a second discharge part for discharging a part of the liquid to be processed from the supply part.
Further, a pressurizing means capable of pressurizing the second space facing the secondary surface side of the filter, a detection means for detecting an evaluation index of the transmission performance of the filter, and outputting a detection signal; and And a controller for determining whether or not the cleaning operation of the filter is necessary.
The filter has a plurality of through holes and a plurality of fine structures formed on at least the surface on the primary surface side and having a maximum outer dimension smaller than an average hole diameter of the through holes.
When performing the cleaning operation of the filter, the control unit operates the pressurizing unit to pressurize the second space, and the remaining portion of the processing liquid remaining in the second space and the primary of the filter A control program for performing an operation of discharging the remaining portion of the liquid to be processed remaining in the first space facing the surface side from the second discharge portion;
以下、実施形態の処理システムを、図面を参照して説明する。
（１）処理システム：第一実施形態
図１は、第一実施形態における処理システムを示す模式図である。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、洗浄排水槽１０４と、コンプレッサ（加圧手段）１０５と、ポンプ１０６，１０７と、これら各部を接続する配管１０８と、圧力計（検出手段）１０９とを備えている。また、これら各部を制御する制御部１１５が設けられている。
Hereinafter, a processing system according to an embodiment will be described with reference to the drawings.
(1) Processing System: First Embodiment FIG. 1 is a schematic diagram showing a processing system in the first embodiment. The processing system 100 includes a liquid tank 101 to be processed, a processing tank 102, a processing liquid tank 103, a cleaning drain tank 104, a compressor (pressurizing means) 105, pumps 106 and 107, and pipes that connect these parts. 108 and a pressure gauge (detection means) 109. In addition, a control unit 115 that controls these units is provided.
制御部１１５は、例えばコンピュータおよび各部を制御するためのドライバやインターフェース、および電気配線などから構成される。こうした制御部１１５において、処理方法に沿って処理システム１００を駆動させるための制御プログラムが実行される。なお、制御プログラムの実行による処理方法は、後ほど詳述する。 The control unit 115 includes, for example, a computer, a driver and interface for controlling each unit, and electrical wiring. In the control unit 115, a control program for driving the processing system 100 is executed in accordance with the processing method. A processing method by executing the control program will be described in detail later.
被処理液槽１０１は、処理システム１００の外部から流入する被処理液を貯留する。被処理液としては、例えば、ＳＳ粒子を含む水などが挙げられる。被処理液槽１０１には、流入する被処理液のＳＳ粒子を均等に分散させるため、被処理液槽１０１内を攪拌する撹拌機１１１が設置されていることが好ましい。被処理液槽１０１の形状、容量、材質等は、処理システム１００の用途などに応じて適宜決定することができ、特に制限されるものではない。 The liquid tank 101 to be processed stores the liquid to be processed which flows from the outside of the processing system 100. Examples of the liquid to be treated include water containing SS particles. In the liquid tank 101 to be processed, it is preferable that a stirrer 111 for stirring the liquid tank 101 to be processed is installed in order to uniformly disperse the SS particles of the liquid to be processed. The shape, capacity, material, and the like of the liquid tank 101 to be processed can be appropriately determined according to the use of the processing system 100, and are not particularly limited.
処理槽（濾過フィルターユニット）１０２は、被処理液槽１０１から被処理液が供給される供給部１１２と、被処理液中の固形分を濾過するフィルター１１と、フィルター１１を通過した処理液を排出する第一排出部１１３と、供給部１１２に供給された被処理液の一部を排出する第二排出部１１４とを有する。 The processing tank (filtration filter unit) 102 includes a supply unit 112 to which the liquid to be processed is supplied from the liquid tank 101 to be processed, a filter 11 that filters solids in the liquid to be processed, and a processing liquid that has passed through the filter 11. It has the 1st discharge part 113 which discharges, and the 2nd discharge part 114 which discharges a part of to-be-processed liquid supplied to the supply part 112.
処理槽１０２では、フィルター１１で被処理液を濾過することにより、被処理液中からＳＳ粒子などの濾過対象物（固形分）を除去し、固形分が除去された処理液を生成する。処理槽１０２の外形形状は、フィルター１１を収容可能であれば特に限定されるものではなく、本実施形態では円筒形に形成されている。 In the treatment tank 102, the treatment liquid is filtered by the filter 11 to remove the filtration object (solid content) such as SS particles from the treatment liquid, thereby generating a treatment liquid from which the solid content has been removed. The outer shape of the treatment tank 102 is not particularly limited as long as the filter 11 can be accommodated, and is formed in a cylindrical shape in the present embodiment.
処理槽１０２は、フィルター１１によって、被処理液が流入する一次面側１０ａに広がる第一空間Ｅ１と、フィルター１１を透過した処理液が流出する二次面側１０ｂに広がる第二空間Ｅ２に区画されている。処理槽１０２の第一空間Ｅ１は、配管１０８、ポンプ１０６、およびバルブＶ１を介して被処理液槽１０１と接続される。ポンプ１０６は、被処理液槽１０１内に収容された被処理液を処理槽１０２の供給部１１２に向けて圧送する。 The processing tank 102 is partitioned by the filter 11 into a first space E1 that extends to the primary surface side 10a into which the liquid to be processed flows and a second space E2 that extends to the secondary surface side 10b through which the processing liquid that has passed through the filter 11 flows out. Has been. The first space E1 of the processing tank 102 is connected to the liquid tank 101 to be processed through a pipe 108, a pump 106, and a valve V1. The pump 106 pumps the liquid to be processed contained in the liquid tank 101 to be processed toward the supply unit 112 of the processing tank 102.
処理槽１０２に設置されているフィルター１１は、例えば中空円筒形を成し、その中心軸が鉛直方向に沿うように設置されている。本実施形態においては、円筒形のフィルター１１の内周面で囲まれた空間が被処理液が流入する第一空間Ｅ１とされる。また、円筒形のフィルター１１の外周面側に広がる空間が、処理液が流出する第二空間Ｅ２とされる。即ち、本実施形態の中空円筒形のフィルター１１は、その内周面を被処理液が流入する一次面側１０ａとし、外周面を処理液が流出する二次面側１０ｂとした内圧型フィルターとしている。
なお、このフィルター１１の構成は後ほど詳述する。
The filter 11 installed in the processing tank 102 has a hollow cylindrical shape, for example, and is installed so that its central axis is along the vertical direction. In the present embodiment, the space surrounded by the inner peripheral surface of the cylindrical filter 11 is the first space E1 into which the liquid to be processed flows. Further, a space extending on the outer peripheral surface side of the cylindrical filter 11 is a second space E2 from which the processing liquid flows out. That is, the hollow cylindrical filter 11 of the present embodiment is an internal pressure type filter in which the inner peripheral surface is the primary surface side 10a into which the liquid to be processed flows and the outer peripheral surface is the secondary surface side 10b from which the processing liquid flows out. Yes.
The configuration of the filter 11 will be described in detail later.
処理槽１０２の第一空間Ｅ１側には、圧力計（検出手段）１０９が形成されている。こうした圧力計１０９は、第一空間Ｅ１内の圧力を測定する。フィルター１１へのＳＳの堆積量が増大するとフィルター１１を透過する処理液の流量が低下し、第一空間Ｅ１内の圧力が高まる。よって、第一空間Ｅ１内の圧力変化を検出することで、フィルター１１へのＳＳの堆積状態を知ることができる。 A pressure gauge (detection means) 109 is formed on the first space E1 side of the processing tank 102. Such a pressure gauge 109 measures the pressure in the first space E1. When the amount of SS deposited on the filter 11 increases, the flow rate of the processing liquid that passes through the filter 11 decreases, and the pressure in the first space E1 increases. Therefore, it is possible to know the SS accumulation state on the filter 11 by detecting the pressure change in the first space E1.
なお、検出手段は、フィルター１１の透過性能の評価指標を検出して検出信号を出力するものであればどのようなものでもよく、本実施形態の圧力計１０９以外にも、例えば、流量計を用いることができる。検出手段として流量計を用いる場合、例えば、被処理液槽１０１と処理槽１０２の第一空間Ｅ１とを接続する配管の途上に設置したり、あるいは処理槽１０２の第二空間Ｅ２と処理液槽１０３とを接続する配管の途上に設置することができる。これによって、被処理液の供給量の変化や処理液の流出量の変化を検出し、フィルター１１へのＳＳの堆積状態を知ることができる。 The detecting means may be any means that detects an evaluation index of the permeation performance of the filter 11 and outputs a detection signal. In addition to the pressure gauge 109 of the present embodiment, for example, a flow meter may be used. Can be used. When a flow meter is used as the detection means, for example, it is installed in the middle of a pipe connecting the liquid tank 101 to be processed and the first space E1 of the processing tank 102, or the second space E2 of the processing tank 102 and the processing liquid tank It can be installed in the middle of the pipe connecting the 103. Thereby, a change in the supply amount of the liquid to be treated and a change in the outflow amount of the treatment liquid can be detected, and the SS accumulation state on the filter 11 can be known.
処理液槽１０３は、配管１０８やバルブＶ２を介して処理槽１０２の第二空間Ｅ２と接続され、処理槽１０２から流出した濾過後の処理液を貯留する。処理液は、被処理液が処理槽１０２内のフィルター１１を、一次面１０ａ側から二次面１０ｂ側に通過することにより生成したものである。処理液槽１０３の形状、容量、材質等は、処理システム１００の用途などに応じて適宜決定することができ、特に制限されない。
また、処理液槽１０３は、配管１０８、ポンプ１０７を介して処理槽１０２の第一空間Ｅ１に接続される。ポンプ１０７は、処理液槽１０３内に収容された処理液の一部を処理槽１０２の供給部１１２に向けて圧送する。
The processing liquid tank 103 is connected to the second space E2 of the processing tank 102 via the pipe 108 and the valve V2, and stores the filtered processing liquid flowing out from the processing tank 102. The treatment liquid is generated when the liquid to be treated passes through the filter 11 in the treatment tank 102 from the primary surface 10a side to the secondary surface 10b side. The shape, capacity, material, and the like of the processing liquid tank 103 can be appropriately determined according to the use of the processing system 100, and are not particularly limited.
Further, the processing liquid tank 103 is connected to the first space E <b> 1 of the processing tank 102 via a pipe 108 and a pump 107. The pump 107 pumps a part of the processing liquid stored in the processing liquid tank 103 toward the supply unit 112 of the processing tank 102.
洗浄排水槽１０４は、配管１０８やバルブＶ５を介して処理槽１０２の第一空間Ｅ１と接続され、被処理液中から除去された洗浄排水を貯留する。洗浄排水は、後述する処理方法の実行時に生じるＳＳ粒子を多く含む濃縮液なとからなる。洗浄排水槽１０４の形状、容量、材質等は、処理システム１００の用途などに応じて適宜決定することができ、特に制限されない。 The cleaning drainage tank 104 is connected to the first space E1 of the processing tank 102 via the pipe 108 and the valve V5, and stores the cleaning drainage removed from the liquid to be processed. The washing waste water is a concentrated liquid containing a lot of SS particles generated during the execution of the processing method described later. The shape, capacity, material, and the like of the cleaning drain tank 104 can be appropriately determined according to the use of the processing system 100, and are not particularly limited.
コンプレッサ（加圧手段）１０５は、加圧空気を処理槽１０２に向けて供給する。こうしたコンプレッサ１０５は、配管１０８やバルブＶ６，Ｖ４を介して処理槽１０２の第二空間Ｅ２と接続される。また、コンプレッサ１０５は、配管１０８やバルブＶ６，Ｖ３を介して処理槽１０２の第一空間Ｅ１と接続される。 The compressor (pressurizing means) 105 supplies pressurized air toward the processing tank 102. Such a compressor 105 is connected to the second space E2 of the processing tank 102 through a pipe 108 and valves V6 and V4. Further, the compressor 105 is connected to the first space E1 of the processing tank 102 through the pipe 108 and the valves V6 and V3.
バルブＶ１〜Ｖ６は開閉弁であり、配管１０８を流れる被処理液、処理液、およびコンプレッサからの加圧空気を制御部１１５からの制御信号に応じて通過させたり遮断させたりする。 Valves V <b> 1 to V <b> 6 are open / close valves that allow the liquid to be processed flowing through the pipe 108, the processing liquid, and the pressurized air from the compressor to pass or be blocked according to a control signal from the control unit 115.
（１−１）フィルターの形成例１
図２は、実施形態の処理システムを構成する処理槽に適用可能なフィルターの一例を示す断面図である。
フィルター１１は、線材２１を面状に配列させた濾過体１２と、この濾過体１２を支持する支持部材１３と、を備えている。実施形態のフィルター１１では、濾過体１２は、長尺の線材２１をコイル状に巻回させ、中空の筒状体に成形させたものからなる。このように成形した線材２１によって、円筒面をもつ濾過体１２が形成される。本実施形態の線材２１は、延伸方向に対して直角な断面形状が三角形を成している。
(1-1) Filter formation example 1
Drawing 2 is a sectional view showing an example of a filter applicable to a processing tub which constitutes a processing system of an embodiment.
The filter 11 includes a filter body 12 in which wire rods 21 are arranged in a planar shape, and a support member 13 that supports the filter body 12. In the filter 11 of the embodiment, the filter body 12 is formed by winding a long wire 21 in a coil shape and forming it into a hollow cylindrical body. The filter body 12 having a cylindrical surface is formed by the wire 21 thus formed. As for the wire 21 of this embodiment, the cross-sectional shape orthogonal to the extending | stretching direction has comprised the triangle.
線材２１は、互いに隣接する線材どうしの間、即ち、実施形態では隣接する周回線材２１どうしの間を所定幅の隙間を保つように支持部材１３に支持されている。これにより、円筒形の濾過体１２は、その内周面１２ａと外周面１２ｂとの間を貫通するスリット状の隙間２６が形成される。 The wire 21 is supported by the support member 13 so as to maintain a gap having a predetermined width between the adjacent wires, that is, between the adjacent peripheral line materials 21 in the embodiment. Thereby, as for the cylindrical filter body 12, the slit-shaped clearance gap 26 penetrated between the inner peripheral surface 12a and the outer peripheral surface 12b is formed.
本実施形態では、フィルター１１は、濾過体１２の内周面１２ａが被処理液が流入する一次面とされ、外周面１２ｂが、濾過体１２によって濾過された処理液が流出する二次面とされる。例えば、フィルター１１は、略円筒形の内周面１２ａ側が被処理液の圧送によって大気圧よりも加圧され、外周面１２ｂ側が大気圧となる内圧型のフィルターを構成している。 In the present embodiment, in the filter 11, the inner peripheral surface 12a of the filter body 12 is a primary surface into which the liquid to be processed flows, and the outer peripheral surface 12b is a secondary surface from which the processing liquid filtered by the filter body 12 flows out. Is done. For example, the filter 11 constitutes an internal pressure type filter in which the substantially cylindrical inner peripheral surface 12a side is pressurized from the atmospheric pressure by pumping the liquid to be processed, and the outer peripheral surface 12b side is atmospheric pressure.
本実施形態の支持部材１３は、濾過体１２の外周面１２ｂ側で線材２１に接合されている。支持部材１３は、例えば線材２１の周回方向に沿って等間隔に３か所形成され、濾過体１２の中心軸に対して平行に延び、巻回された線材２１を外周面１２ｂ側から支持している。こうした支持部材１３と線材２１とは、例えば、焼結によって接合されている。 The support member 13 of this embodiment is joined to the wire 21 on the outer peripheral surface 12 b side of the filter body 12. The support member 13 is formed at, for example, three locations at equal intervals along the circumferential direction of the wire 21, extends parallel to the central axis of the filter body 12, and supports the wound wire 21 from the outer peripheral surface 12 b side. ing. Such a support member 13 and the wire 21 are joined by sintering, for example.
図３は、フィルターの内周面側を示す要部拡大断面図である。
濾過体１２のうち、被処理液が流入する内周面（一次面）１２ａは平坦面である。即ち、線材２１のうち、内周面（一次面）１２ａ側は、平坦面２１ｆとなっている。例えば、本実施形態のように、断面形状が三角形の線材２１の場合、この三角形の１辺が内周面（一次面）１２ａに沿うように、線材２１が支持部材１３に支持され、三角形の頂点で線材２１が支持部材１３に接合される。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing the inner peripheral surface side of the filter.
Of the filter body 12, the inner peripheral surface (primary surface) 12a into which the liquid to be treated flows is a flat surface. That is, the inner peripheral surface (primary surface) 12a side of the wire 21 is a flat surface 21f. For example, in the case of the wire rod 21 having a triangular cross-sectional shape as in this embodiment, the wire rod 21 is supported by the support member 13 so that one side of the triangle is along the inner peripheral surface (primary surface) 12a. The wire 21 is joined to the support member 13 at the apex.
また、周回違いで隣接する線材２１，２１どうしの隙間２６は、断面形状が三角形の線材２１を用いることによって、一次面１２ａ側から、被処理液が流出する二次面１２ｂ側に向けて幅が広がるように形成される。 Further, the gap 26 between the wires 21 and 21 adjacent to each other due to a difference in the circumference is widened from the primary surface 12a side to the secondary surface 12b side from which the liquid to be treated flows by using the wire 21 having a triangular cross-sectional shape. Is formed to spread.
フィルター１１を構成する濾過体１２のうち、少なくとも被処理液が流入する内周面（一次面）１２ａ側、即ち、内周面（一次面）１２ａ側に臨む線材２１の平坦面２１ｆには、複数（多数）の微細構造物５が形成されている。
微細構造物５は、例えば、円錐台形、楕円錐形、多角錐形、円錐台形、楕円錐台形、多角錐台形のうち、少なくともいずれか１つの形状である。実施形態の微細構造物５は、基端から先端に向けて先細りの針状構造物である。
Among the filter bodies 12 constituting the filter 11, at least the inner peripheral surface (primary surface) 12a side into which the liquid to be treated flows, that is, the flat surface 21f of the wire 21 facing the inner peripheral surface (primary surface) 12a side, A plurality (many) of fine structures 5 are formed.
The fine structure 5 has, for example, at least one of a truncated cone shape, an elliptical cone shape, a polygonal pyramid shape, a truncated cone shape, an elliptical truncated cone shape, and a polygonal truncated cone shape. The microstructure 5 according to the embodiment is a needle-like structure that is tapered from the proximal end toward the distal end.
図４は、微細構造物が形成された線材を示す要部拡大模式図である。
微細構造物５は、線材２１に例えば電気めっきによって形成しためっき層３から構成される。また、微細構造物５を構成するめっき層３と線材２１との間には、めっき層３と線材２１との密着性を高める下地層４が更に形成されていることが好ましい。
FIG. 4 is an enlarged schematic view of a main part showing a wire rod on which a fine structure is formed.
The fine structure 5 is composed of a plating layer 3 formed on the wire 21 by, for example, electroplating. In addition, it is preferable that a base layer 4 that further improves the adhesion between the plating layer 3 and the wire 21 is further formed between the plating layer 3 and the wire 21 constituting the microstructure 5.
微細構造物５を形成する線材２１としては、フィルター１１を用いて濾過される被処理液中で使用できるものが用いられる。線材２１の材料は、めっき処理を用いて、めっき層３、またはめっき層３および下地層４を容易に形成できるように、金属であることが好ましい。線材２１に用いる金属としては、例えば、鉄、ニッケル、銅、および、これらの合金などを用いることが好ましい。その中でも特に、線材２１として、耐蝕性に優れ、低コストで、加工しやすい材料であるステンレス鋼線を用いることが好ましい。 As the wire 21 that forms the fine structure 5, a wire that can be used in a liquid to be treated that is filtered using the filter 11 is used. The material of the wire 21 is preferably a metal so that the plating layer 3 or the plating layer 3 and the base layer 4 can be easily formed using a plating process. For example, iron, nickel, copper, and alloys thereof are preferably used as the metal used for the wire 21. In particular, it is preferable to use a stainless steel wire that is excellent in corrosion resistance, low in cost, and easy to process as the wire 21.
下地層４は、めっき層３の線材２１への接着性を高めるために、必要に応じて設けられるものである。下地層４に用いられる材料としては、例えば、線材２１の表面にニッケル合金からなるめっき層３を形成する場合、ニッケルまたはニッケル合金を用いることが好ましい。ニッケル合金としては、ホウ素、リン、亜鉛から選ばれる一種以上の元素を含有するものが挙げられる。 The underlayer 4 is provided as necessary in order to improve the adhesion of the plating layer 3 to the wire 21. As a material used for the underlayer 4, for example, when the plating layer 3 made of a nickel alloy is formed on the surface of the wire 21, it is preferable to use nickel or a nickel alloy. Examples of the nickel alloy include those containing one or more elements selected from boron, phosphorus, and zinc.
下地層４の厚みは、めっき層３の線材２１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、隙間２６の幅が、フィルター１１にＳＳ粒子を含む被処理液を通過させる際に適した大きさとなる範囲の厚みとされている。 The thickness of the foundation layer 4 is set to be equal to or greater than the thickness that can improve the adhesion of the plating layer 3 to the wire 21. In addition, the thickness of the underlayer 4 is set to a thickness in a range where the width of the gap 26 is a size suitable for passing the liquid to be processed containing SS particles through the filter 11.
実施形態におけるめっき層３は、複数の微細構造物（本実施形態においては針状構造物）５が下地層４の表面に集合してなる複合体である。それぞれの微細構造物５では、微細構造物５の基端５３ａよりも線材２１側の領域である基部５ａが、隣接する他の微細構造物５の基部５ａと一体化されている。このことにより、微細構造物５の基部５ａは、下地層４の表面に連続して形成されている。 The plating layer 3 in the embodiment is a composite body in which a plurality of fine structures (in the present embodiment, needle-like structures) 5 are gathered on the surface of the base layer 4. In each microstructure 5, a base 5 a that is a region closer to the wire 21 than the base end 53 a of the microstructure 5 is integrated with a base 5 a of another adjacent microstructure 5. As a result, the base 5 a of the fine structure 5 is continuously formed on the surface of the underlayer 4.
本実施形態における微細構造物５は、例えば、円錐台形、楕円錐形、多角錐形、円錐台形、楕円錐台形、多角錐台形の形状を有する。このような錐形や錐台形の形状を有する各微細構造物５は、基端５３ａから先端５２に向けて先細りの形状を有している。
図５に、こうした微細構造物５を針状構造物とした場合のＳＥＭ写真（二次電子像（ＳＥＩ）、１５．０ｋＶ、２００００倍）を示す。
The fine structure 5 in the present embodiment has, for example, a truncated cone shape, an elliptical cone shape, a polygonal pyramid shape, a truncated cone shape, an elliptical truncated cone shape, and a polygonal truncated cone shape. Each of the microstructures 5 having such a pyramid shape or a frustum shape has a tapered shape from the base end 53 a toward the tip 52.
FIG. 5 shows an SEM photograph (secondary electron image (SEI), 15.0 kV, 20000 times) when the microstructure 5 is a needle-like structure.
針状構造物とされた微細構造物５どうしの間には、断面視で基端５３ａに近づくにつれて幅が狭くなる谷５３が形成されている。谷５３は、平面視で各微細構造物５を取り囲むように形成されている。各微細構造物５を取り囲む谷５３は、隣接する別の微細構造物５を取り囲む谷５３と平面視で繋がって形成されている。 Between the fine structures 5 made into the needle-like structures, troughs 53 are formed that become narrower as they approach the base end 53a in a cross-sectional view. The valley 53 is formed so as to surround each microstructure 5 in plan view. The valleys 53 that surround each microstructure 5 are formed so as to be connected to the valley 53 that surrounds another adjacent microstructure 5 in a plan view.
図４に示すフィルター１１では、複数の微細構造物５の一部に、被処理液中から捕捉したＳＳ粒子が付着している。
線材２１の単位面積（１μｍ２）当たりの微細構造物５の数は、１．２〜１０．０個／μｍ２である。単位面積（１μｍ２）当たりの微細構造物５の数が上記範囲未満であると、フィルター１１とＳＳ粒子を含む被処理液との接触面積が不足して、深層濾過の機構の効果が不十分となるために、被処理液中のＳＳ粒子が捕捉されにくくなる。
In the filter 11 shown in FIG. 4, SS particles captured from the liquid to be treated are attached to some of the plurality of fine structures 5.
The number of the fine structures 5 per unit area (1 μm 2 ) of the wire 21 is 1.2 to 10.0 / μm 2 . When the number of the fine structures 5 per unit area (1 μm 2 ) is less than the above range, the contact area between the filter 11 and the liquid to be treated containing SS particles is insufficient, and the effect of the mechanism of the depth filtration is insufficient. Therefore, it becomes difficult to capture SS particles in the liquid to be treated.
また、単位面積（１μｍ２）当たりの微細構造物５の数が上記範囲未満であると、微細構造物５にＳＳ粒子が捕捉されにくくなるため、ケーク７が形成されにくくなる。しかし、単位面積（１μｍ２）当たりの微細構造物５の数が上記範囲を超えると、洗浄を行っても微細構造物５からＳＳ粒子が除去されにくくなり、洗浄性が不十分となる。 Further, when the number of the fine structures 5 per unit area (1 μm 2 ) is less than the above range, the SS particles are hardly captured by the fine structures 5, so that the cake 7 is hardly formed. However, when the number of the fine structures 5 per unit area (1 μm 2 ) exceeds the above range, the SS particles are hardly removed from the fine structures 5 even if the washing is performed, and the detergency becomes insufficient.
単位面積当たりの微細構造物５の数が１．２個／μｍ２以上であると、フィルター１１の表面積が十分に広くなり、隣接する微細構造物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１１とすることができる。 When the number of the fine structures 5 per unit area is 1.2 pieces / μm 2 or more, the surface area of the filter 11 is sufficiently large, and the SS particles are easily caught between the adjacent fine structures 5. For this reason, it can be set as the filter 11 in which SS particle | grains are easy to be capture | acquired with the mechanism of deep layer filtration, and the cake 7 is easy to be formed with the capture | acquired SS particle | grains.
よって、フィルター１１は、深層濾過の機構およびケーク濾過の機構を用いてＳＳ粒子を捕捉できる優れた除去機能を有するものとなる。単位面積当たりの微細構造物５の数は、よりＳＳ粒子の除去機能の高いフィルター１１とするために、３．０個／μｍ２以上であることが好ましい。 Therefore, the filter 11 has an excellent removal function capable of capturing the SS particles by using the depth filtration mechanism and the cake filtration mechanism. The number of fine structures 5 per unit area is preferably 3.0 / μm 2 or more in order to obtain a filter 11 having a higher SS particle removal function.
単位面積当たりの微細構造物５の数が１０．０個／μｍ２以下であると、隣接する微細構造物５間の隙間が狭くなりすぎることが防止される。このため、図４に示すように、隣接する微細構造物５間に形成されている谷５３と、めっき層３上に形成されているケーク７とに囲まれた十分な広さの空間Ｅｆが形成される。空間Ｅｆ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。 When the number of the fine structures 5 per unit area is 10.0 pieces / μm 2 or less, the gap between the adjacent fine structures 5 is prevented from becoming too narrow. Therefore, as shown in FIG. 4, there is a sufficiently large space Ef surrounded by the valleys 53 formed between the adjacent microstructures 5 and the cake 7 formed on the plating layer 3. It is formed. The space Ef functions as a flow path through which the cake-filtered processing liquid flows when the cake 7 is formed.
このため、微細構造物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、フィルター１１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。単位面積当たりの微細構造物５の数は、より濾過流量の大きい優れたフィルター１１とするために、７．０個／μｍ２以下であることが好ましい。 For this reason, compared with the filter which does not have the fine structure 5, since the area where the process liquid which passed the cake 7 is obtained becomes large, the filtration flow rate can be enlarged. Therefore, the filter 11 is easy to remove SS particles and has a large filtration flow rate. The number of the fine structures 5 per unit area is preferably 7.0 pieces / μm 2 or less in order to obtain an excellent filter 11 having a larger filtration flow rate.
線材２１の単位面積（１μｍ２）当たりの微細構造物５の数は、以下に示す方法により測定したものである。
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。
The number of the fine structures 5 per unit area (1 μm 2 ) of the wire 21 is measured by the following method.
The filter is observed with an electron microscope, and the number of apexes of the needle-like structure existing in a square having a length of 2 μm, a width of 2 μm, and an area of 4 μm 2 is measured at four points. Then, the number of apexes of the needle-like structures measured at four locations is averaged, and the number of needle-like structures per unit area (1 μm 2 ) is calculated.
線材２１の断面における単位長さ（１μｍ）当たりの微細構造物５の数は１．０〜４．０個／μｍである。上記の単位長さ（１μｍ）当たりの微細構造物５の数が上記範囲未満であると、フィルター１１とＳＳ粒子を含む被処理液との接触面積が不足して、深層濾過の機構の効果が不十分となるので、被処理液中のＳＳ粒子が捕捉されにくくなる。 The number of the fine structures 5 per unit length (1 μm) in the cross section of the wire 21 is 1.0 to 4.0 / μm. When the number of the fine structures 5 per unit length (1 μm) is less than the above range, the contact area between the filter 11 and the liquid to be treated containing SS particles is insufficient, and the effect of the mechanism of the depth filtration is obtained. Since it becomes insufficient, SS particles in the liquid to be treated are hardly captured.
一方、上述した単位長さ（１μｍ）当たりの微細構造物５の数が上記範囲を超えると、隣接する微細構造物５間に形成されている谷５３と、めっき層３上に形成されたケーク７とに囲まれた空間Ｅｆが狭くなるため、濾過流量が少なくなる場合がある。 On the other hand, when the number of the fine structures 5 per unit length (1 μm) exceeds the above range, the valleys 53 formed between the adjacent fine structures 5 and the cake formed on the plating layer 3 are formed. Since the space Ef surrounded by 7 becomes narrow, the filtration flow rate may decrease.
上記の単位長さ当たりの微細構造物５の数が１．０個／μｍ以上であると、単位面積当たりの微細構造物５の数が１．２個／μｍ２以上である場合と同様に、深層濾過の機構およびケーク濾過の機構を用いてＳＳ粒子を捕捉できる優れた除去機能を有するものとなる。上記の単位長さ当たりの微細構造物５の数は、よりＳＳ粒子の除去機能の高いフィルター１１とするために、１．５個／μｍ以上であることが好ましい。 When the number of the fine structures 5 per unit length is 1.0 / μm or more, as in the case where the number of the fine structures 5 per unit area is 1.2 / μm 2 or more. In addition, it has an excellent removal function capable of capturing SS particles by using a mechanism of deep layer filtration and a mechanism of cake filtration. The number of the fine structures 5 per unit length is preferably 1.5 / μm or more in order to obtain a filter 11 having a higher function of removing SS particles.
上記の単位長さ当たりの微細構造物５の数が４．０個／μｍ以下であると、単位面積当たりの微細構造物５の数が１０．０個／μｍ２以下である場合と同様に、隣接する微細構造物５間の隙間が狭くなりすぎることが防止される。このため、隣接する微細構造物５間に形成されている谷５３と、めっき層３上に形成されているケーク７とに囲まれた十分な広さの空間Ｅｆが形成されるものとなり、濾過流量の大きなフィルター１１にすることができる。上記の単位長さ当たりの微細構造物５の数は、より一層濾過流量の大きいフィルター１１とするために、３．０個／μｍ以下であることが好ましい。 When the number of the fine structures 5 per unit length is 4.0 pieces / μm or less, similarly to the case where the number of the fine structures 5 per unit area is 10.0 pieces / μm 2 or less. It is prevented that the gap between the adjacent fine structures 5 becomes too narrow. Therefore, a sufficiently large space Ef surrounded by the valleys 53 formed between the adjacent microstructures 5 and the cake 7 formed on the plating layer 3 is formed, and the filtration is performed. The filter 11 having a large flow rate can be obtained. The number of the fine structures 5 per unit length is preferably 3.0 pieces / μm or less in order to obtain a filter 11 having a higher filtration flow rate.
線材２１の断面における単位長さ（１μｍ）当たりの微細構造物５の数は、以下に示す方法により測定したものである。
フィルター１１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当たりの針状の微細構造物の数を測定する。そして、測定した微細構造物の数から単位長さ（１μｍ）当たりの微細構造物の数を算出する。
The number of the fine structures 5 per unit length (1 μm) in the cross section of the wire 21 is measured by the following method.
The filter 11 is fixed with embedded resin and cut, and the cut surface is smoothed by ion milling, and photographed using a scanning electron microscope (SEM). Thereafter, the number of needle-like microstructures per 10 μm is measured along the substantially extending direction of the surface of the filter base material in the photograph of the photographed cross section of the filter base material. Then, the number of fine structures per unit length (1 μm) is calculated from the measured number of fine structures.
本実施形態において、線材２１の断面における針状の微細構造物５の平均高さＨおよび基端部の平均幅Ｄは、以下に示す部分の寸法を、以下に示す測定方法により測定したものである。図４に示すように、線材２１の断面において隣接する微細構造物５間には、谷５３が形成されている。線材２１の断面において、微細構造物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、その長さを微細構造物５の基端部の幅Ｄ１、Ｄ２とする。また、微細構造物５の先端５２と上記の直線５１との最短距離を、微細構造物５の高さＨ１、Ｈ２とする。 In the present embodiment, the average height H of the needle-like microstructure 5 and the average width D of the base end portion in the cross section of the wire 21 are obtained by measuring the dimensions of the following parts by the measurement method shown below. is there. As shown in FIG. 4, valleys 53 are formed between adjacent fine structures 5 in the cross section of the wire 21. In the cross section of the wire 21, the base ends 53 a and 53 a that are the valley bottoms facing each other with the fine structure 5 interposed therebetween are connected by a straight line 51, and the lengths are set as the widths D 1 and D 2 of the base end portion of the fine structure 5. . The shortest distance between the tip 52 of the fine structure 5 and the straight line 51 is defined as the heights H1 and H2 of the fine structure 5.
線材２１の断面において、２つの微細構造物５７、５８が一体化されている場合（図４における符号５９で示す微細構造物）には、以下に示す部分の寸法を、微細構造物５７、５８の高さＨ３、Ｈ４および微細構造物５７、５８の基端部の幅Ｄ３、Ｄ４とした。 When the two fine structures 57 and 58 are integrated in the cross section of the wire 21 (the fine structure indicated by reference numeral 59 in FIG. 4), the dimensions of the following parts are set to the fine structures 57 and 58. And the widths D3 and D4 of the base ends of the fine structures 57 and 58.
まず、針状の微細構造物５７、５８が一体化された微細構造物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つの微細構造物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、微細構造物５７、５８の基端部の幅Ｄ３、Ｄ４とする。 First, the straight ends 54 connect the base ends 53a and 53a, which are the valley bottoms facing each other across the fine structure 59 in which the needle-like fine structures 57 and 58 are integrated. Next, a perpendicular line 56 is drawn from the bottom of the valley 55 between the two microstructures 57 and 58 toward the straight line 54. The distances from the intersection of the perpendicular 56 and the straight line 54 to the base ends 53a and 53a are defined as the widths D3 and D4 of the base ends of the fine structures 57 and 58, respectively.
また、各微細構造物５７、５８の先端５２ａ、５２ｂと上記の直線５４との最短距離を、各微細構造物５７、５８の高さＨ３、Ｈ４とする。なお、垂線５６の長さが、微細構造物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つの微細構造物とみなす。また、２つの微細構造物５７、５８が一体化されているとする基準は、前記独立した２つの微細構造物とみなされる場合以外とする。 Further, the shortest distances between the tips 52a and 52b of the fine structures 57 and 58 and the straight line 54 are defined as heights H3 and H4 of the fine structures 57 and 58, respectively. In addition, when the length of the perpendicular 56 is less than 3/4 of both the heights H3 and H4 of the fine structures 57 and 58, it is regarded as two independent fine structures. Further, the criterion that the two fine structures 57 and 58 are integrated is a case other than the case where the two fine structures are regarded as independent.
針状の微細構造物５の高さおよび微細構造物５の基端部の幅を測定するには、フィルター１１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研磨して、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて撮影する。その後、撮影した線材２１の断面の拡大写真における線材の表面の略延在方向に沿う長さ１０μｍの範囲を１つの測定領域とし、４箇所の測定領域に存在する全ての上記の微細構造物５の高さおよび基端部の幅を測定する。そして、測定した４箇所の微細構造物５の高さの平均値を、微細構造物５の平均高さＨとする。また、測定した４箇所の微細構造物５の基端部の幅の平均値を、微細構造物５の基端部の平均幅Ｄとする。 In order to measure the height of the needle-like fine structure 5 and the width of the proximal end portion of the fine structure 5, the filter 11 is fixed with embedded resin and cut, and the cut surface is polished by ion milling. Images are taken using a scanning electron microscope (SEM). Thereafter, a range of 10 μm in length along the substantially extending direction of the surface of the wire rod in the enlarged photograph of the cross section of the photographed wire rod 21 is defined as one measurement region, and all the above-described fine structures 5 existing in four measurement regions. Measure the height and width of the proximal end. The average value of the heights of the four fine structures 5 measured is defined as the average height H of the fine structures 5. Moreover, let the average value of the width | variety of the base end part of the four fine structures 5 measured be the average width D of the base end part of the fine structure 5. FIG.
線材２１の断面における針状の微細構造物５の高さの変動係数は０．１５〜０．５０であることが好ましい。変動係数とは、上述した線材２１の断面における微細構造物５の高さの分布の標準偏差を、前記微細構造物５の高さの算術平均値で除したものである。 The coefficient of variation of the height of the needle-like microstructure 5 in the cross section of the wire 21 is preferably 0.15 to 0.50. The variation coefficient is obtained by dividing the standard deviation of the height distribution of the fine structure 5 in the cross section of the wire 21 described above by the arithmetic average value of the height of the fine structure 5.
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１１となる。上記の変動係数が０．１５未満であると、フィルター１１にＳＳ粒子を含む被処理液を通過させる際に、フィルター１１の表面でのＳＳ粒子を含む被処理液の流れが単調になり、微細構造物５にＳＳ粒子が捕捉されにくくなる。また、上記の変動係数が０．５０を超えると、高さの低い微細構造物５によってめっき層３の表面に形成されたケーク７を支える機能が得られにくくなる。 When the coefficient of variation is in the range of 0.15 to 0.50, the filter 11 is further excellent in the function of removing SS particles and the detergency. When the coefficient of variation is less than 0.15, when the liquid to be treated containing SS particles is passed through the filter 11, the flow of the liquid to be treated containing SS particles on the surface of the filter 11 becomes monotonous and fine. SS particles are less likely to be captured by the structure 5. Moreover, when the above coefficient of variation exceeds 0.50, it becomes difficult to obtain a function of supporting the cake 7 formed on the surface of the plating layer 3 by the fine structure 5 having a low height.
上記の変動係数が０．１５以上であると、微細構造物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１１にＳＳ粒子を含む被処理液を通過させる際に、フィルター１１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、高さの高い微細構造物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、高さの高い微細構造物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１１とするために、０．１８以上であることが好ましい。 When the variation coefficient is 0.15 or more, the height variation of the fine structure 5 is sufficiently large. For this reason, when the liquid to be processed containing SS particles is passed through the filter 11, the flow of the liquid to be processed including SS particles on the surface of the filter 11 becomes complicated, and SS is formed on the fine structure 5 having a high height. Particles are easily caught. As a result, the SS particles are easily captured by the deep layer filtration mechanism, and the cake 7 is easily formed on the surface of the plating layer 3 starting from the SS particles caught on the fine structure 5 having a high height. The coefficient of variation is preferably 0.18 or more in order to make the filter 11 more easily capture SS particles.
上記の変動係数が０．５０以下であると、めっき層３の表面に形成されたケーク７を、高さの低い微細構造物５が支えることによって、隣接する微細構造物５間に形成されている谷５３とケーク７とに囲まれた空間Ｅｆの広さが確保されやすくなる。このため、濾過によってケーク７が形成された後、ケーク濾過された処理液が空間Ｅｆ内を流れやすくなり、濾過流量が増大する。したがって、フィルター１１は、針状構造物のないフィルターと比較して濾過流量に優れたものとなる。上記の変動係数は、より一層、濾過流量の多いフィルター１１とするために、０．３６以下であることが好ましい。 If the coefficient of variation is 0.50 or less, the cake 7 formed on the surface of the plating layer 3 is supported by the microstructure 5 having a low height, and thus formed between the adjacent microstructures 5. The width of the space Ef surrounded by the valley 53 and the cake 7 is easily ensured. For this reason, after the cake 7 is formed by filtration, the cake-filtered treatment liquid easily flows in the space Ef, and the filtration flow rate increases. Therefore, the filter 11 has an excellent filtration flow rate compared to a filter without a needle-like structure. The coefficient of variation is preferably 0.36 or less in order to make the filter 11 having a higher filtration flow rate.
線材２１の断面における針状の微細構造物５の基端部の平均幅Ｄと平均高さＨとのアスペクト比Ｈ／Ｄは０．５〜４．０であることが好ましい。アスペクト比Ｈ／Ｄが０．５以上であると、隣接する針状の微細構造物５間に形成されている谷５３と、めっき層３上に形成されたケーク７とに囲まれた十分な高さの空間Ｅｆが形成される。 The aspect ratio H / D between the average width D and the average height H of the base end portion of the needle-like microstructure 5 in the cross section of the wire 21 is preferably 0.5 to 4.0. When the aspect ratio H / D is 0.5 or more, sufficient is surrounded by the valleys 53 formed between the adjacent needle-like microstructures 5 and the cake 7 formed on the plating layer 3. A space Ef having a height is formed.
このため、濾過によってケーク７が形成された後に、ケーク濾過された処理液が空間Ｅｆ内を流れやすくなり、濾過流量に優れたものとなる。アスペクト比Ｈ／Ｄは、より一層濾過流量の大きなフィルター１１とするために、１．０以上であることが好ましい。アスペクト比Ｈ／Ｄが４．０以下であると、強度に優れた微細構造物５となるため、耐久性に優れたフィルター１１となる。アスペクト比Ｈ／Ｄは、より一層耐久性の優れたフィルター１１とするために、３．０以下であることが好ましい。 For this reason, after the cake 7 is formed by filtration, the cake-filtered treatment liquid easily flows in the space Ef, and the filtration flow rate is excellent. The aspect ratio H / D is preferably 1.0 or more in order to obtain a filter 11 having a higher filtration flow rate. When the aspect ratio H / D is 4.0 or less, the microstructure 5 is excellent in strength, and thus the filter 11 is excellent in durability. The aspect ratio H / D is preferably 3.0 or less in order to make the filter 11 more excellent in durability.
線材２１の断面における針状の微細構造物５の平均高さＨは、０．２〜２．５μｍであることが好ましい。上記の微細構造物５の平均高さＨが０．２μｍ以上であると、隣接する微細構造物５間に形成されている谷５３と、めっき層３上に形成されるケーク７とに囲まれた十分な高さの空間Ｅｆが形成される。このため、濾過の際にケークが形成された後に、ケーク濾過された処理液が空間Ｅｆ内を流れやすくなり、濾過流量に優れたものとなる。 The average height H of the needle-like microstructure 5 in the cross section of the wire 21 is preferably 0.2 to 2.5 μm. When the average height H of the fine structure 5 is 0.2 μm or more, the fine structure 5 is surrounded by the valleys 53 formed between the adjacent fine structures 5 and the cake 7 formed on the plating layer 3. A sufficiently high space Ef is formed. For this reason, after the cake is formed during filtration, the cake-filtered processing liquid easily flows in the space Ef, and the filtration flow rate is excellent.
上記の微細構造物５の平均高さＨは、より一層濾過流量の優れたフィルター１１とするために、０．４μｍ以上であることが好ましい。上記の針状の微細構造物５の平均高さＨが２．５μｍ以下であると、隣接する微細構造物５間の隙間が狭くなりすぎることが防止される。このため、１０．０個／μｍ２以下である場合と同様に、空間Ｅｆが十分に確保された濾過流量に優れたフィルター１１となる。上記の微細構造物５の平均高さＨは、より一層濾過流量の優れたフィルター１１とするために、１．８μｍ以下であることが好ましい。 The average height H of the fine structure 5 is preferably 0.4 μm or more in order to obtain a filter 11 having a further excellent filtration flow rate. When the average height H of the needle-like fine structure 5 is 2.5 μm or less, the gap between the adjacent fine structures 5 is prevented from becoming too narrow. For this reason, it becomes the filter 11 excellent in the filtration flow volume by which space Ef was fully ensured similarly to the case where it is 10.0 piece / micrometer < 2 > or less. The average height H of the fine structure 5 is preferably 1.8 μm or less in order to obtain a filter 11 having a further excellent filtration flow rate.
線材２１の断面における針状の微細構造物５の基端部の平均幅Ｄと、除去対象物質の平均粒子径（Ｄ５０）φ（ＳＳ粒子の平均粒子径）との関係は、φ／Ｄ≧０．３３を満足することが好ましい。上記φ／Ｄが０．３３以上であると、ＳＳ粒子が隣接する微細構造物５間に形成されている谷５３の谷底の近傍に入り込みにくいものとなる。したがって、谷５３と、めっき層３上に形成されたケーク７とに囲まれた広い空間Ｅｆが形成されやすくなる。よって、フィルター１１は、ケーク濾過された処理液が空間Ｅｆ内を流れやすく、濾過流量に優れたものとなる。 The relationship between the average width D of the base end portion of the needle-like microstructure 5 in the cross section of the wire 21 and the average particle size (D 50 ) φ (average particle size of SS particles) of the substance to be removed is φ / D It is preferable that ≧ 0.33 is satisfied. When φ / D is 0.33 or more, SS particles are less likely to enter the vicinity of the valley bottom of the valley 53 formed between the adjacent microstructures 5. Therefore, a wide space Ef surrounded by the valley 53 and the cake 7 formed on the plating layer 3 is easily formed. Therefore, the filter 11 is easy to flow the cake filtered treatment liquid in the space Ef, and has an excellent filtration flow rate.
上記φ／Ｄは、より一層濾過流量の多いフィルター１１とするために、０．５０以上であることが好ましい。また、上記φ／Ｄは３．００以下であることが好ましい。上記φ／Ｄが３．００以下であると、ＳＳ粒子が隣接する微細構造物５間に、より一層引っかかりやすいものとなる。 The φ / D is preferably 0.50 or more in order to obtain the filter 11 having a higher filtration flow rate. The φ / D is preferably 3.00 or less. When the φ / D is 3.00 or less, the SS particles are more easily caught between the adjacent microstructures 5.
このため、より一層、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１１となる。上記φ／Ｄ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、２．００以下であることがより好ましい。
ここで、平均粒子径φ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。
For this reason, it becomes the filter 11 in which the SS particles are more easily captured by the mechanism of the deep layer filtration, and the cake 7 is easily formed by the captured SS particles. The φ / D is more preferably 2.00 or less in order to obtain a filter 1 in which SS particles are more easily captured.
Here, the average particle diameter φ is measured by a laser diffraction method. Specifically, it can be measured by a SALD-DS21 type measuring device (trade name) manufactured by Shimadzu Corporation.
複数の微細構造物５で形成されためっき層３に用いられる金属としては、電気めっき等の処理によって、線材２１や下地層４の表面に複数の微細構造物５を析出できるものを用いる。このような金属としては、鉄、ニッケル、銅、および、これらの合金などが挙げられる。めっき層３に用いられる金属としては、上記の金属の中でも特に、微細構造物５の形状の制御がしやすく耐食性に優れた金属であるため、ニッケルまたはニッケル合金を用いることが好ましい。ニッケル合金としては、ホウ素、リン、亜鉛から選ばれる一種以上の元素を含有するものが挙げられる。 As a metal used for the plating layer 3 formed of the plurality of fine structures 5, a metal capable of depositing the plurality of fine structures 5 on the surface of the wire 21 or the base layer 4 by a process such as electroplating is used. Examples of such a metal include iron, nickel, copper, and alloys thereof. As the metal used for the plating layer 3, nickel or a nickel alloy is preferably used because it is a metal that can easily control the shape of the microstructure 5 and has excellent corrosion resistance. Examples of the nickel alloy include those containing one or more elements selected from boron, phosphorus, and zinc.
図６は、線材を示す模式図である。
微細構造物５の形状を、円錐台形、楕円錐形、多角錐形、円錐台形、楕円錐台形、多角錐台形などの錐形や錐台形にした場合、濾過体１２の内周面（一次面）１２ａの面積に対する隙間２６の面積（内周面を平面視した時の隙間の平面積）の割合を示す開口率Ｇは、０．２％以上、２０％以下にすることが好ましい。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a wire.
When the shape of the fine structure 5 is a truncated cone, an elliptical cone, a polygonal cone, a truncated cone, an elliptical truncated cone, a truncated cone, or the like, the inner peripheral surface (primary surface) of the filter body 12 ) The aperture ratio G indicating the ratio of the area of the gap 26 to the area of 12a (planar area of the gap when the inner peripheral surface is viewed in plan) is preferably 0.2% or more and 20% or less.
ここで、開口率Ｇは、互いに隣接する線材２１間の隙間２６の幅をｓ、線材２１の配列方向に沿った線材２１の幅をｗと規定した時に、以下の式１で表される。
Ｇ＝［ｓ／（ｓ＋ｗ）］×１００・・・（１）
Here, the aperture ratio G is expressed by the following formula 1 when the width of the gap 26 between the adjacent wires 21 is defined as s, and the width of the wires 21 along the arrangement direction of the wires 21 is defined as w.
G = [s / (s + w)] × 100 (1)
なお、ｓで示される線材２１の隙間２６の幅ｓは、１０μｍ以上、５ｍｍ以下にすることが好ましい。 In addition, it is preferable that the width | variety s of the clearance gap 26 of the wire 21 shown by s shall be 10 micrometers or more and 5 mm or less.
微細構造物５を錐形や錐台形、例えば針状構造物にした場合に、開口率Ｇが０．２％未満であると、濾過された処理液の通水量が少なくなり過ぎて、効率的に被処理液の濾過を行うことが難しくなる。開口率Ｇを０．２％以上に保つことによって、処理液の通水量を適切に保つことができ、効率的に被処理液の濾過を行うことができる。一方、開口率Ｇが２０％を超えると、捕捉したＳＳによるブリッジが形成されにくくなり、ケーク濾過による濾過性能が低下する懸念がある。開口率Ｇを２０％以下に保つことによって、ケーク濾過による濾過性能を高めることができる。 When the fine structure 5 is formed into a conical shape or a frustum shape, for example, a needle-shaped structure, if the aperture ratio G is less than 0.2%, the amount of water that has passed through the filtered treatment liquid becomes too small, which is efficient. In addition, it becomes difficult to filter the liquid to be treated. By maintaining the aperture ratio G at 0.2% or more, the amount of water passing through the processing liquid can be maintained appropriately, and the liquid to be processed can be efficiently filtered. On the other hand, when the aperture ratio G exceeds 20%, it is difficult to form a bridge due to the captured SS, and there is a concern that the filtration performance by cake filtration is lowered. By maintaining the aperture ratio G at 20% or less, the filtration performance by cake filtration can be enhanced.
上述した実施形態では、微細構造物５を錐形や錐台形、例えば針状構造物にした例を説明したが、微細構造物５を多面体形状に形成することも好ましい。
図７、図８は、こうした微細構造物５を多面体構造物とした場合のＳＥＭ写真（二次電子像（ＳＥＩ）、１５．０ｋＶ、２０００倍（図７）、５０００倍（図８））を示す。
微細構造物５を多面体構造物とした場合、複数の多面体が相互に結合して体積の一部を共有している。多面体形状の微細構造物５は、それぞれ、３つ以上の平面が交わる頂点を複数有している。各微細構造物５は、図７および図８に示すように、それぞれ異なる形状および異なる大きさを有しており、線材２１の平坦面１１ｆ、またはこの平坦面１１ｆに形成された下地層４（図４参照）の表面に密集して形成されている。その結果、多面体形状の辺に相当する部分は、不規則な方向を向いている。
In the above-described embodiment, the example in which the fine structure 5 is a cone shape or a frustum shape, for example, a needle-like structure has been described. However, it is also preferable that the fine structure 5 is formed in a polyhedral shape.
FIGS. 7 and 8 are SEM photographs (secondary electron image (SEI), 15.0 kV, 2000 times (FIG. 7), and 5000 times (FIG. 8)) when such a fine structure 5 is a polyhedral structure. Show.
When the fine structure 5 is a polyhedral structure, a plurality of polyhedrons are bonded to each other and share a part of the volume. Each of the polyhedral fine structures 5 has a plurality of vertices where three or more planes intersect. As shown in FIGS. 7 and 8, each microstructure 5 has a different shape and a different size, and the flat surface 11f of the wire 21 or the underlayer 4 (on the flat surface 11f ( (See FIG. 4). As a result, the portion corresponding to the side of the polyhedron shape faces an irregular direction.
多面体形状の微細構造物５の最大外形寸法の平均値は０．５〜１０μｍが好ましい。析出物の平均最大外形寸法が上記範囲内であると、被処理液中のＳＳ粒子が引っかかりやすいものとなる。 The average value of the maximum outer dimensions of the polyhedral fine structure 5 is preferably 0.5 to 10 μm. When the average maximum outer dimension of the precipitate is within the above range, the SS particles in the liquid to be treated are easily caught.
特に、被処理液中のＳＳ粒子の平均粒子径が０．１〜１０μｍである場合、めっき層３にＳＳ粒子が引っかかりやすいものとなる。したがって、被処理液中のＳＳ粒子の平均粒子径が上記範囲である場合に、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、析出物の平均最大外形寸法が上記範囲内であると、めっき層３にＳＳ粒子が引っかかりやすいため、フィルター１１に捕捉されたＳＳ粒子によってケークが形成されやすくなる。その結果、ケーク濾過の機構を用いてＳＳ粒子を捕捉しやすいものとなり、ＳＳ粒子を除去する機能の高いフィルター１１となる。
In particular, when the average particle diameter of the SS particles in the liquid to be treated is 0.1 to 10 μm, the SS particles are easily caught on the plating layer 3. Therefore, when the average particle diameter of the SS particles in the liquid to be treated is within the above range, the SS particles can be efficiently captured by the mechanism of the depth filtration.
Further, when the average maximum outer dimension of the precipitate is within the above range, the SS particles are easily caught on the plating layer 3, so that the cake is easily formed by the SS particles captured by the filter 11. As a result, it becomes easy to trap SS particles using the cake filtration mechanism, and the filter 11 has a high function of removing SS particles.
多面体形状の微細構造物５の平均最大外形寸法が０．５μｍ未満であると、めっき層３の表面の凹凸が減少するとともに、多面体形状の析出物の間の空隙を通る被処理液量が低下して、めっき層３へのＳＳ粒子の付着が起こりにくくなる。多面体形状の微細構造物５の平均最大外形寸法は、２μｍ以上であることがさらに好ましい。また、多面体形状の微細構造物５の平均最大外形寸法が１０μｍを超えると、めっき層３とＳＳ粒子を含む被処理液との接触面積が減少して、めっき層３へのＳＳ粒子の付着が起こりにくくなる。多面体形状の微細構造物５の平均最大外形寸法は、８μｍ以下であることがさらに好ましい。 When the average maximum outer dimension of the polyhedral fine structure 5 is less than 0.5 μm, the unevenness of the surface of the plating layer 3 is reduced, and the amount of liquid to be processed passing through the gaps between the polyhedral precipitates is reduced. As a result, adhesion of SS particles to the plating layer 3 is less likely to occur. The average maximum outer dimension of the polyhedral fine structure 5 is more preferably 2 μm or more. Further, when the average maximum outer dimension of the polyhedral fine structure 5 exceeds 10 μm, the contact area between the plating layer 3 and the liquid to be treated containing SS particles is reduced, and adhesion of the SS particles to the plating layer 3 is reduced. Less likely to occur. The average maximum external dimension of the polyhedral fine structure 5 is more preferably 8 μm or less.
多面体形状の微細構造物５における平均最大外形寸法の変動係数は０．１５〜０．５０であることが好ましい。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１１となる。上記の変動係数が０．１５未満であると、フィルター１１にＳＳ粒子を含む被処理液を通過させる際に、フィルター１１の表面でのＳＳ粒子を含む被処理液の流れが単調になり、微細構造物５にＳＳ粒子が捕捉されにくくなる。また、上記の変動係数が０．５０を超えると、高さの低い微細構造物５によってめっき層３の表面に形成されたケーク７を支える機能が得られにくくなる。 The coefficient of variation of the average maximum outer dimension of the polyhedral microstructure 5 is preferably 0.15 to 0.50. When the variation coefficient is in the range of 0.15 to 0.50, the filter 11 is further excellent in the function of removing SS particles and the detergency. When the coefficient of variation is less than 0.15, when the liquid to be treated containing SS particles is passed through the filter 11, the flow of the liquid to be treated containing SS particles on the surface of the filter 11 becomes monotonous and fine. SS particles are less likely to be captured by the structure 5. Moreover, when the above coefficient of variation exceeds 0.50, it becomes difficult to obtain a function of supporting the cake 7 formed on the surface of the plating layer 3 by the fine structure 5 having a low height.
上記の変動係数が０．１５以上であると、微細構造物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１１にＳＳ粒子を含む被処理液を通過させる際に、フィルター１１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、高さの高い微細構造物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、高さの高い微細構造物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１１とするために、０．１８以上であることが好ましい。 When the variation coefficient is 0.15 or more, the height variation of the fine structure 5 is sufficiently large. For this reason, when the liquid to be processed containing SS particles is passed through the filter 11, the flow of the liquid to be processed including SS particles on the surface of the filter 11 becomes complicated, and SS is formed on the fine structure 5 having a high height. Particles are easily caught. As a result, the SS particles are easily captured by the deep layer filtration mechanism, and the cake 7 is easily formed on the surface of the plating layer 3 starting from the SS particles caught on the fine structure 5 having a high height. The coefficient of variation is preferably 0.18 or more in order to make the filter 11 more easily capture SS particles.
上記の変動係数が０．５０以下であると、めっき層３の表面に形成されたケーク７を、高さの低い微細構造物５が支えることによって、隣接する微細構造物５間に形成されている谷５３とケーク７とに囲まれた空間Ｅｆの広さが確保されやすくなる。このため、濾過によってケーク７が形成された後、ケーク濾過された処理液が空間Ｅｆ内を流れやすくなり、濾過流量が増大する。したがって、フィルター１１は、多面体構造物のないフィルターと比較して濾過流量に優れたものとなる。上記の変動係数は、より一層、濾過流量の多いフィルター１１とするために、０．３６以下であることが好ましい。 If the coefficient of variation is 0.50 or less, the cake 7 formed on the surface of the plating layer 3 is supported by the microstructure 5 having a low height, and thus formed between the adjacent microstructures 5. The width of the space Ef surrounded by the valley 53 and the cake 7 is easily ensured. For this reason, after the cake 7 is formed by filtration, the cake-filtered treatment liquid easily flows in the space Ef, and the filtration flow rate increases. Therefore, the filter 11 has an excellent filtration flow rate compared to a filter without a polyhedral structure. The coefficient of variation is preferably 0.36 or less in order to make the filter 11 having a higher filtration flow rate.
多面体形状の微細構造物５の平均最大外形寸法は、以下に示す測定方法により測定する。
即ち、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて拡大したフィルター１１の写真を撮影し、画像処理を行う。具体的には、多面体形状の微細構造物５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。
The average maximum outer dimension of the polyhedral fine structure 5 is measured by the following measuring method.
That is, a photograph of the enlarged filter 11 is taken using a scanning electron microscope (SEM), and image processing is performed. Specifically, the outer dimensions of the largest portion of the polyhedral fine structure 5 are measured by selecting ten representative locations for one photograph, and the average value is the average maximum outer shape. Defined as a dimension.
めっき層３に用いられる金属としては、めっき処理によって、フィルター基材の表面に多面体形状の複数の微細構造物５が得られるものを用いる。このような金属としては、鉄、ニッケル、銅、および、これらの合金などが挙げられる。めっき層３に用いられる金属としては、上記の金属の中でも特に、形状が制御しやすく耐食性に優れた金属であるため、ニッケルまたはニッケル合金を用いることが好ましい。ニッケル合金としては、ホウ素、リン、亜鉛から選ばれる一種以上の元素を含有するものが挙げられる。 As the metal used for the plating layer 3, a metal that can obtain a plurality of polyhedral fine structures 5 on the surface of the filter substrate by plating is used. Examples of such a metal include iron, nickel, copper, and alloys thereof. As the metal used for the plating layer 3, nickel or a nickel alloy is preferably used because it is a metal whose shape is easily controlled and excellent in corrosion resistance among the above metals. Examples of the nickel alloy include those containing one or more elements selected from boron, phosphorus, and zinc.
微細構造物５の形状を多面体形状にした場合、濾過体１２の内周面（一次面）１２ａの面積に対する隙間２６の面積（内周面を平面視した時の隙間の平面積）の割合を示す開口率Ｇは、０．０２％以上、２０％以下にすることが好ましい。 When the shape of the fine structure 5 is a polyhedral shape, the ratio of the area of the gap 26 to the area of the inner peripheral surface (primary surface) 12a of the filter body 12 (the flat area of the gap when the inner peripheral surface is viewed in plan) is The opening ratio G shown is preferably 0.02% or more and 20% or less.
ここで、開口率Ｇは、互いに隣接する線材２１間の隙間２６の幅をｓ、線材２１の配列方向に沿った線材２１の幅をｗと規定した時に、以下の式１で表される。
Ｇ＝［ｓ／（ｓ＋ｗ）］×１００・・・（１）
Here, the aperture ratio G is expressed by the following formula 1 when the width of the gap 26 between the adjacent wires 21 is defined as s, and the width of the wires 21 along the arrangement direction of the wires 21 is defined as w.
G = [s / (s + w)] × 100 (1)
なお、ｓで示される線材２１の隙間２６の幅ｓは、１μｍ以上、５ｍｍ以下にすることが好ましい。 In addition, it is preferable that the width | variety s of the clearance gap 26 of the wire 21 shown by s shall be 1 micrometer or more and 5 mm or less.
微細構造物５を多面体構造物にした場合に、開口率Ｇが０．０２％未満であると、濾過された処理液の通水量が少なくなり過ぎて、効率的に被処理液の濾過を行うことが難しくなる。開口率Ｇを０．０２％以上に保つことによって、処理液の通水量を適切に保つことができ、効率的に被処理液の濾過を行うことができる。一方、開口率Ｇが２０％を超えると、捕捉したＳＳによるブリッジが形成されにくくなり、ケーク濾過による濾過性能が低下する懸念がある。開口率Ｇを２０％以下に保つことによって、ケーク濾過による濾過性能を高めることができる。 When the fine structure 5 is a polyhedral structure, if the aperture ratio G is less than 0.02%, the amount of water that has passed through the filtered treatment liquid is too small, and the liquid to be treated is efficiently filtered. It becomes difficult. By keeping the aperture ratio G at 0.02% or more, the amount of water passing through the treatment liquid can be kept appropriate, and the liquid to be treated can be efficiently filtered. On the other hand, when the aperture ratio G exceeds 20%, it is difficult to form a bridge due to the captured SS, and there is a concern that the filtration performance by cake filtration is lowered. By maintaining the aperture ratio G at 20% or less, the filtration performance by cake filtration can be enhanced.
このような構成のフィルター１０の内周面（一次面）１２ａ側に、例えばＳＳ粒子を含む被処理液を接触させると、この内周面（一次面）１２ａ、即ち線材２１の平坦面１１ａに形成された多数の微細構造物５からなるめっき層３によって、ＳＳ粒子が捕捉される。フィルター１１は、複数の微細構造物５を所定の密度で有するものであるため、フィルター１１とＳＳ粒子を含む被処理液との接触面積が多い。このため、表面濾過および深層濾過の機構によって微細構造物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。 When the liquid to be treated containing SS particles, for example, is brought into contact with the inner peripheral surface (primary surface) 12a side of the filter 10 having such a configuration, the inner peripheral surface (primary surface) 12a, that is, the flat surface 11a of the wire 21 is contacted. The SS particles are captured by the plating layer 3 composed of a large number of fine structures 5 formed. Since the filter 11 has a plurality of fine structures 5 at a predetermined density, the contact area between the filter 11 and the liquid to be treated containing SS particles is large. For this reason, agglomerates of SS particles are rapidly formed at a plurality of locations on the surface of the plating layer 3 starting from the SS particles adhering to the surface of the fine structure 5 by the surface filtration and depth filtration mechanisms.
形成された凝集物は、フィルター１１へのＳＳ粒子を含む被処理液の通過を継続させることにより、成長して剥離し、ＳＳ粒子を含む被処理液とともに隙間２６に向かって移動する。隙間２６に移動した１つまたは複数の凝集物は、隙間２６を塞ぐブリッジ状のケーク７となる。このように、本実施形態では、表面濾過の機構だけでなく、深層濾過の機構およびケーク濾過の機構も利用して、被処理液中の小さなＳＳ粒子を除去できる。よって、優れた濾過性能が得られる。 The formed aggregate grows and peels by continuing the passage of the liquid to be treated containing SS particles to the filter 11 and moves toward the gap 26 together with the liquid to be treated containing SS particles. The one or more aggregates that have moved to the gap 26 become a bridge-like cake 7 that blocks the gap 26. Thus, in this embodiment, not only the surface filtration mechanism but also the depth filtration mechanism and the cake filtration mechanism can be used to remove small SS particles in the liquid to be treated. Therefore, excellent filtration performance can be obtained.
フィルター１１は、図４に示すように、隣接する微細構造物５間に谷５３を有している。谷５３は、断面視で谷底である基端５３ａに近づくにつれて幅が狭くなっている。このため、フィルター１１に捕捉されたＳＳ粒子は、谷５３の基端５３ａ近傍には入り込みにくい。 As shown in FIG. 4, the filter 11 has valleys 53 between adjacent microstructures 5. The valley 53 becomes narrower as it approaches the base end 53a that is the bottom of the valley in a cross-sectional view. For this reason, the SS particles captured by the filter 11 are unlikely to enter the vicinity of the base end 53 a of the valley 53.
したがって、めっき層３の表面にケーク７が形成されているフィルター１１では、図４に示すように、谷５３とケーク７とに囲まれた十分な広さの空間Ｅｆが形成される。空間Ｅｆが形成された後、さらにフィルター１１へのＳＳ粒子を含む被処理液の通過を継続させても、空間Ｅｆの上部はケーク７で形成された蓋が被せられた状態となっているため、ＳＳ粒子は空間Ｅｆ内に入り込みにくい。したがって、フィルター１１へのＳＳ粒子を含む被処理液の通過を継続させると、ケーク７上にさらにＳＳ粒子が堆積される。 Therefore, in the filter 11 in which the cake 7 is formed on the surface of the plating layer 3, a sufficiently large space Ef surrounded by the valley 53 and the cake 7 is formed as shown in FIG. After the space Ef is formed, the upper part of the space Ef is covered with the lid formed by the cake 7 even if the liquid to be processed containing SS particles is further passed through the filter 11. , SS particles hardly enter the space Ef. Therefore, when the liquid to be treated containing SS particles continues to pass through the filter 11, further SS particles are deposited on the cake 7.
こうした多数の微細構造物５からなるめっき層３によって、ＳＳ粒子を含む被処理液からＳＳ粒子を効率的に、かつ確実に捕捉して除去することができる。そして、ＳＳ粒子が除去された処理液は、線材２１どうしの隙間２６を通り、フィルター１１の外周面（二次面）１２ｂから流出する。 With the plating layer 3 composed of such a large number of fine structures 5, the SS particles can be efficiently and reliably captured and removed from the liquid to be treated containing SS particles. Then, the treatment liquid from which the SS particles have been removed passes through the gap 26 between the wires 21 and flows out from the outer peripheral surface (secondary surface) 12b of the filter 11.
このように、線材２１をコイル状に巻回させた濾過体１２を備えたフィルター１１は、被処理液が流入する内周面（一次面）１２ａ側に、例えば針状や多面体の微細構造物５を多数形成することによって、ＳＳ粒子を含む被処理液からＳＳ粒子を効率的に、かつ確実に捕捉して除去することが可能になる。 Thus, the filter 11 including the filter body 12 in which the wire 21 is wound in a coil shape has, for example, a needle-like or polyhedral microstructure on the inner peripheral surface (primary surface) 12a side into which the liquid to be treated flows. By forming a large number of 5, it becomes possible to capture and remove SS particles efficiently and reliably from the liquid to be treated containing SS particles.
また、実施形態のように、多数の微細構造物５を、被処理液が流入する内周面（一次面）１２ａを構成する線材２１の平坦面２１ｆに形成することによって、被処理液の流入時の内圧が局部的に集中することなく均一に印加される。これによって、内圧に対する濾過体１２の耐久性が高められる。また、内圧が局部的に集中することがないので、微細構造物５の損傷や隔離を防止し、効果的にブリッジ状のケーク７を形成できる。 In addition, as in the embodiment, a large number of fine structures 5 are formed on the flat surface 21f of the wire 21 constituting the inner peripheral surface (primary surface) 12a into which the liquid to be processed flows, so that the liquid to be processed flows in. The internal pressure is applied uniformly without local concentration. This enhances the durability of the filter body 12 against internal pressure. Further, since the internal pressure does not concentrate locally, damage and isolation of the fine structure 5 can be prevented, and the bridge-shaped cake 7 can be effectively formed.
なお、本実施形態のフィルター１１は、後述する逆洗工程において、断面が三角形の線材２１の三角形の頂点側から処理液を流入させるため、圧損を少なくして効率よく堆積したケークを取り除くことができる。即ち、断面が三角形の線材２１によって、隙間２６は、外周面（二次面）１２ｂ側から内周面（一次面）１２ａ側に向けて幅が狭められるので、処理液が隙間２６に向かって流れやすく、かつ、内周面（一次面）１２ａ側の隙間２６の狭められた部分に存在するケークを早い流速で効率的に除去できる。 In addition, in the filter 11 of this embodiment, in the backwash process mentioned later, since a process liquid is made to flow in from the vertex side of the triangle of the wire 21 whose section is a triangle, it can reduce pressure loss and remove the cake deposited efficiently. it can. That is, the gap 26 is narrowed from the outer peripheral surface (secondary surface) 12 b side to the inner peripheral surface (primary surface) 12 a side by the wire 21 having a triangular cross section, so that the processing liquid moves toward the gap 26. It is easy to flow, and the cake present in the narrowed portion of the gap 26 on the inner peripheral surface (primary surface) 12a side can be efficiently removed at a high flow rate.
本実施形態において、フィルター１１の洗浄や逆洗浄を行うと、空間Ｅｆには、各微細構造物５を取り囲むように形成された谷５３を介して、多方向から洗浄液が流入する。このことにより、谷５３の上部の少なくとも一部を覆うように形成されていたケーク７が、洗浄液に押し上げられて、ケーク７の剥離が促進される。また、フィルター１１の微細構造物５は、基端５３ａから先端５２に向けて先細りの形状を有している。 In the present embodiment, when the filter 11 is cleaned or back-washed, the cleaning liquid flows into the space Ef from multiple directions through the valleys 53 formed so as to surround each microstructure 5. Accordingly, the cake 7 formed so as to cover at least a part of the upper portion of the valley 53 is pushed up by the cleaning liquid, and the peeling of the cake 7 is promoted. The fine structure 5 of the filter 11 has a tapered shape from the proximal end 53 a toward the distal end 52.
このため、洗浄液に押し上げられたケーク７は、フィルター１１から容易に剥離される。また、微細構造物５が先細りの形状を有しているので、微細構造物５に付着しているＳＳ粒子が逆洗時に谷５３に挟まりにくく、微細構造物５から容易に剥離される。したがって、濾過体１２に堆積したＳＳ粒子が速やかに除去され、濾過体１２が再生される。 For this reason, the cake 7 pushed up by the cleaning liquid is easily peeled off from the filter 11. In addition, since the fine structure 5 has a tapered shape, the SS particles attached to the fine structure 5 are not easily caught in the valleys 53 during backwashing, and are easily separated from the fine structure 5. Therefore, the SS particles deposited on the filter body 12 are quickly removed, and the filter body 12 is regenerated.
（１−２）フィルターの形成例２
図９は、処理システムを構成するフィルターの別な実施形態を示す平面図である。
この実施形態のフィルター２１０は、全体が略円筒形を成し、例えば、この円筒の中心軸が鉛直方向に沿うように配置される。フィルター２１０は、線材２１１を面状に配列させた濾過体２１２と、この濾過体２１２を支持する支持部材２１３と、を備えている。この実施形態のフィルター２１０では、濾過体２１２は、長尺の線材２１１をコイル状に巻回させ、中空の筒状体に成形させたものからなる。このように成形した線材２１１によって、円筒面をもつ濾過体２１２が形成される。実施形態の線材２１１は、延伸方向に対して直角な断面形状が矩形を成している。
(1-2) Filter formation example 2
FIG. 9 is a plan view showing another embodiment of a filter constituting the processing system.
The filter 210 according to this embodiment has a substantially cylindrical shape as a whole, and is disposed so that, for example, the central axis of the cylinder is along the vertical direction. The filter 210 includes a filter body 212 in which wires 211 are arranged in a planar shape, and a support member 213 that supports the filter body 212. In the filter 210 of this embodiment, the filter body 212 is formed by winding a long wire 211 into a coil shape and forming it into a hollow cylindrical body. A filter body 212 having a cylindrical surface is formed by the wire 211 formed in this way. The wire 211 of the embodiment has a rectangular cross-sectional shape that is perpendicular to the extending direction.
線材２１１は、互いに隣接する線材どうしの間、即ち、実施形態では隣接する周回線材２１１どうしの間を所定幅の隙間を保って離間させる離間部２１５が形成されている。離間部２１５は、例えば、線材２１１の周回方向に沿って、例えば、１２０°の角度で１周回ごとに３か所形成されている。 The wire 211 is formed with a separating portion 215 that separates the adjacent wires from each other, that is, in the embodiment, between the adjacent peripheral wire members 211 with a predetermined gap therebetween. The spacing portions 215 are formed, for example, at three locations for each turn at an angle of 120 °, for example, along the turn direction of the wire 211.
このような線材２１１に形成した離間部２１５によって、円筒形の濾過体２１２は、その内周面２１２ａと外周面２１２ｂとの間を貫通するスリット状の隙間２１６が形成される。
実施形態では、濾過体２１２は、内周面２１２ａが被処理液が流入する一次面とされ、外周面２１２ｂが、濾過体１２によって濾過された処理液が流出する二次面とされる。
The slit part 216 penetrating between the inner peripheral surface 212a and the outer peripheral surface 212b of the cylindrical filter body 212 is formed by the separating portion 215 formed in the wire 211.
In the embodiment, in the filter body 212, the inner peripheral surface 212a is a primary surface into which the liquid to be treated flows, and the outer peripheral surface 212b is a secondary surface from which the processing liquid filtered by the filter body 12 flows out.
支持部材２１３は、例えば、断面が矩形や三角形の線材からなり、濾過体２１２の外周面２１２ｂ側で線材２１１に接合されている。支持部材１３は、例えば線材２１１の周回方向に沿って等間隔に３か所形成され、濾過体２１２の中心軸に対して平行に延び、巻回された線材２１１を外周面２１２ｂ側から支持している。こうした支持部材２１３と線材２１１とは、例えば、焼結によって接合されている。 The support member 213 is made of, for example, a wire having a rectangular or triangular cross section, and is joined to the wire 211 on the outer peripheral surface 212b side of the filter body 212. The support member 13 is formed at, for example, three locations at equal intervals along the circumferential direction of the wire 211, extends parallel to the central axis of the filter body 212, and supports the wound wire 211 from the outer peripheral surface 212b side. ing. Such a support member 213 and the wire 211 are joined by sintering, for example.
このような構成のフィルター２１０は、略円筒形の濾過体２１２の内部に被処理液を流入させ、隙間２１６を通過させて被処理液の濾過を行い、濾過体２１２の外周面２１２ｂから濾過後の処理液を流出させる。 The filter 210 having such a configuration allows the liquid to be processed to flow into the substantially cylindrical filter body 212, passes through the gap 216, filters the liquid to be processed, and after filtering from the outer peripheral surface 212 b of the filter body 212. The processing solution is allowed to flow out.
図１０は、図９に示す濾過体の内周面側を示す要部拡大断面図である。
フィルター２１０を構成する濾過体２１２のうち、被処理液が流入する内周面（一次面）２１２ａ側、および隙間２１６の内表面には、複数（多数）の微細構造物５が形成されている。こうした微細構造物５は、図５に示す錐台形、楕円錐形、多角錐形、円錐台形、楕円錐台形、多角錐台形などの錐形や錐台形の形状や、図７，８に示す多面体形状をもつ構造物から構成される。
10 is an enlarged cross-sectional view of the main part showing the inner peripheral surface side of the filter body shown in FIG. 9.
A plurality (a large number) of fine structures 5 are formed on the inner peripheral surface (primary surface) 212a side into which the liquid to be treated flows and the inner surface of the gap 216 in the filter body 212 constituting the filter 210. . Such a fine structure 5 includes a frustum shape, an elliptical cone shape, a polygonal pyramid shape, a truncated cone shape, an elliptical frustum shape, a polygonal frustum shape, and the polyhedrons shown in FIGS. Consists of structures with shapes.
図１１は、離間部を形成した線材を示す模式図である。
微細構造物５の形状を、円錐台形、楕円錐形、多角錐形、円錐台形、楕円錐台形、多角錐台形などの錐形や錐台形にした場合、濾過体２１２の内周面（一次面）２１２ａの面積に対する隙間１６の面積（内周面を平面視した時の隙間の平面積）の割合を示す空隙率Ｇは、０．５％以上、５０％以下にすることが好ましい。
FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a wire having a spacing portion formed thereon.
When the shape of the fine structure 5 is a truncated cone, an elliptical cone, a polygonal pyramid, a truncated cone, an elliptical truncated cone, a truncated pyramid, or the like, the inner peripheral surface (primary surface) of the filter 212 ) It is preferable that the porosity G indicating the ratio of the area of the gap 16 to the area of 212a (planar area of the gap when the inner peripheral surface is viewed in plan) is 0.5% or more and 50% or less.
ここで、空隙率Ｇは、互いに隣接する離間部２１５どうしの間隔をａ、線材２１１の延伸方向に沿った離間部２１５の幅をｂ、互いに隣接する線材２１１間の隙間２１６の幅をｃ、線材２１１の配列方向に沿った線材２１１の厚みをｄと規定した時に、以下の式２で表される。
Ｇ＝［（ａ×ｃ）／｛（ａ＋ｂ）×（ｃ＋ｄ）｝］×１００・・・（２）
Here, the void ratio G is defined such that the distance between the adjacent spacing portions 215 is a, the width of the spacing portion 215 along the extending direction of the wire 211 is b, the width of the gap 216 between the adjacent wires 211 is c, When the thickness of the wire 211 along the arrangement direction of the wire 211 is defined as d, it is expressed by the following formula 2.
G = [(a × c) / {(a + b) × (c + d)}] × 100 (2)
なお、ｃで示される線材２１１の隙間２１６の幅は、即ち、線材２１１の配列方向に沿った離間部２１５の突出幅と同義である。こうした隙間２１６の幅は、５μｍ以上、１ｍｍ以下にすることが好ましい。 In addition, the width | variety of the clearance gap 216 of the wire 211 shown by c is synonymous with the protrusion width of the separation part 215 along the sequence direction of the wire 211. The width of the gap 216 is preferably 5 μm or more and 1 mm or less.
微細構造物５を錐形や錐台形、例えば針状構造物にした場合に、空隙率Ｇが０．５％未満であると、濾過された処理液の通水量が少なくなり過ぎて、効率的に被処理液の濾過を行うことが難しくなる。空隙率Ｇを０．５％以上に保つことによって、処理液の通水量を適切に保つことができ、効率的に被処理液の濾過を行うことができる。一方、空隙率Ｇが５０％を超えると、捕捉したＳＳによるブリッジが形成されにくくなり、ケーク濾過による濾過性能が低下する懸念がある。空隙率Ｇを５０％以下に保つことによって、ケーク濾過による濾過性能を高めることができる。 When the fine structure 5 is formed into a conical shape or a frustum shape, for example, a needle-shaped structure, if the porosity G is less than 0.5%, the amount of water that has passed through the filtered treatment liquid becomes too small, which is efficient. In addition, it becomes difficult to filter the liquid to be treated. By maintaining the porosity G at 0.5% or more, the amount of water passing through the treatment liquid can be maintained appropriately, and the liquid to be treated can be efficiently filtered. On the other hand, when the porosity G exceeds 50%, it becomes difficult to form a bridge due to the captured SS, and there is a concern that the filtration performance by cake filtration is lowered. By maintaining the porosity G at 50% or less, the filtration performance by cake filtration can be enhanced.
微細構造物５の形状を多面体形状にした場合、濾過体２１２の内周面（一次面）２１２ａの面積に対する隙間２１６の面積（内周面を平面視した時の隙間の平面積）の割合を示す空隙率Ｇは、０．１％以上、５０％以下にすることが好ましい。 When the shape of the microstructure 5 is a polyhedral shape, the ratio of the area of the gap 216 to the area of the inner peripheral surface (primary surface) 212a of the filter body 212 (the flat area of the gap when the inner peripheral surface is viewed in plan) is The porosity G shown is preferably 0.1% or more and 50% or less.
ここで、空隙率Ｇは、互いに隣接する離間部２１５どうしの間隔をａ、線材２１１の延伸方向に沿った離間部２１５の幅をｂ、互いに隣接する線材２１１間の隙間２１６の幅をｃ、線材２１１の配列方向に沿った線材２１１の厚みをｄと規定した時に、以下の式２で表される。
Ｇ＝［（ａ×ｃ）／｛（ａ＋ｂ）×（ｃ＋ｄ）｝］×１００・・・（２）
Here, the void ratio G is defined such that the distance between the adjacent spacing portions 215 is a, the width of the spacing portion 215 along the extending direction of the wire 211 is b, the width of the gap 216 between the adjacent wires 211 is c, When the thickness of the wire 211 along the arrangement direction of the wire 211 is defined as d, it is expressed by the following formula 2.
G = [(a × c) / {(a + b) × (c + d)}] × 100 (2)
なお、ｃで示される隙間２１１の隙間２１６の幅は、即ち、線材２１１の配列方向に沿った離間部２１５の突出幅と同義である。こうした隙間２１６の幅は、１μｍ以上、１ｍｍ以下にすることが好ましい。 In addition, the width | variety of the clearance gap 216 of the clearance gap 211 shown by c is synonymous with the protrusion width of the separation part 215 along the sequence direction of the wire 211. The width of the gap 216 is preferably 1 μm or more and 1 mm or less.
微細構造物５を多面体構造物にした場合に、空隙率Ｇが０．１％未満であると、濾過された処理液の通水量が少なくなり過ぎて、効率的に被処理液の濾過を行うことが難しくなる。空隙率Ｇを０．１％以上に保つことによって、処理液の通水量を適切に保つことができ、効率的に被処理液の濾過を行うことができる。一方、空隙率Ｇが５０％を超えると、捕捉したＳＳによるブリッジが形成されにくくなり、ケーク濾過による濾過性能が低下する懸念がある。空隙率Ｇを５０％以下に保つことによって、ケーク濾過による濾過性能を高めることができる。 When the fine structure 5 is a polyhedral structure, if the porosity G is less than 0.1%, the flow rate of the filtered treatment liquid is too small, and the treatment liquid is efficiently filtered. It becomes difficult. By maintaining the porosity G at 0.1% or more, the water flow rate of the treatment liquid can be kept appropriate, and the liquid to be treated can be efficiently filtered. On the other hand, when the porosity G exceeds 50%, it becomes difficult to form a bridge due to the captured SS, and there is a concern that the filtration performance by cake filtration is lowered. By maintaining the porosity G at 50% or less, the filtration performance by cake filtration can be enhanced.
（１−３）フィルターの形成例３
図１２は、処理システムを構成するフィルターの別な実施形態を示す断面図である。また、図１３は、図１２に示す濾過体の厚み方向に沿った断面を示す断面図である。
フィルター３１０は、厚み方向に貫通する複数の貫通孔３１３，３１３…を形成してなる円筒形の基材３１１、およびこの基材３１１のうち少なくとも被処理液が流入する一次面（流入面）３１１ａ側に形成された複数の微細構造物５と備えた濾過体３１２と、この濾過体３１２の外周面３１１ｂに接合され、濾過体３１２を支持する支持部材３１８から構成されている。本実施形態では、微細構造物５は、被処理液が流入する内周面（一次面）３１１ａ、被処理液が流出する外周面（二次面）３１１ｂ、および貫通孔３１３の内壁面を覆うように形成されている。
(1-3) Filter formation example 3
FIG. 12 is a cross-sectional view showing another embodiment of a filter constituting the processing system. Moreover, FIG. 13 is sectional drawing which shows the cross section along the thickness direction of the filter body shown in FIG.
The filter 310 has a cylindrical base material 311 formed with a plurality of through holes 313, 313... Penetrating in the thickness direction, and at least a primary surface (inflow surface) 311a into which the liquid to be treated flows in the base material 311. The filter body 312 includes a plurality of microstructures 5 formed on the side, and a support member 318 that is bonded to the outer peripheral surface 311 b of the filter body 312 and supports the filter body 312. In the present embodiment, the fine structure 5 covers an inner peripheral surface (primary surface) 311a through which the liquid to be processed flows, an outer peripheral surface (secondary surface) 311b through which the liquid to be processed flows out, and an inner wall surface of the through hole 313. It is formed as follows.
基材３１１は、例えば、金属板を円筒形に丸めたものから構成され、具体的には、ＳＵＳ板、アルミニウム板やアルミニウム合金板、銅板や銅合金板、亜鉛板などを用いることができる。 The base material 311 is made of, for example, a metal plate rolled into a cylindrical shape. Specifically, a SUS plate, an aluminum plate, an aluminum alloy plate, a copper plate, a copper alloy plate, a zinc plate, or the like can be used.
貫通孔３１３，３１３…は、基材３１１の内周面（一次面）３１１ａと外周面（二次面）３１１ｂとを結ぶ円筒形の孔である。個々の貫通孔３１３は、その直径が内周面３１１ａ側から外周面３１１ｂ側まで均一であっても、内周面３１１ａ側と外周面３１１ｂ側とで直径が異なるような形状の孔であってもよい。 The through holes 313, 313, ... are cylindrical holes connecting the inner peripheral surface (primary surface) 311a and the outer peripheral surface (secondary surface) 311b of the base material 311. Each through-hole 313 is a hole having a shape with different diameters on the inner peripheral surface 311a side and the outer peripheral surface 311b side even if the diameter is uniform from the inner peripheral surface 311a side to the outer peripheral surface 311b side. Also good.
本実施形態では、貫通孔３１３は、内周面３１１ａに沿った平面形状が円形を成している。そして、こうした貫通孔３１３，３１３…は、内周面３１１ａに沿って等間隔に配列されている。なお、貫通孔３１３，３１３…を千鳥配列となるように形成してもよい。 In the present embodiment, the through hole 313 has a circular planar shape along the inner peripheral surface 311a. These through holes 313, 313,... Are arranged at equal intervals along the inner peripheral surface 311a. The through holes 313, 313, ... may be formed in a staggered arrangement.
このような構成の濾過フィルター３１０は、内周面３１１ａ側から被処理液を流入させ、貫通孔３１３を通過させて被処理液の濾過を行い、外周面３１１ｂ側から濾過後の処理液を流出させる。 The filter 310 having such a configuration allows the liquid to be processed to flow from the inner peripheral surface 311a side, passes through the through hole 313, filters the liquid to be processed, and flows the processed liquid from the outer peripheral surface 311b side. Let
濾過体３１２に形成される微細構造物５は、図５に示す錐台形、楕円錐形、多角錐形、円錐台形、楕円錐台形、多角錐台形などの錐形や錐台形の形状や、図７，８に示す多面体形状をもつ構造物から構成される。 The fine structure 5 formed in the filter body 312 has a frustum shape, a frustum shape, a frustum shape, a frustum shape, a frustum shape, a frustum shape, a frustum shape, a frustum shape, 7 and 8 are composed of structures having a polyhedral shape.
フィルター３１０を構成する濾過体３１２における内周面３１１ａ側を平面視した場合に、内周面３１１ａ全体の平面積に対する貫通孔３１３の開口面の面積の合計の割合である開口率は０．０５％以上、３０％以下にすることが好ましい。また、個々の貫通孔３１３の直径（貫通孔の断面形状が円形の場合）、あるいは内接円の直径（貫通孔の断面形状が多角形の場合）は、１μｍ以上、５ｍｍ以下にすることが好ましい。 When the inner peripheral surface 311a side of the filter body 312 constituting the filter 310 is viewed in plan, the aperture ratio, which is the ratio of the total area of the opening surface of the through hole 313 to the entire planar area of the inner peripheral surface 311a, is 0.05. % Or more and preferably 30% or less. Further, the diameter of each through-hole 313 (when the cross-sectional shape of the through-hole is circular) or the diameter of the inscribed circle (when the cross-sectional shape of the through-hole is polygonal) is 1 μm or more and 5 mm or less. preferable.
微細構造物５を錐形や錐台形、例えば針状構造物にした場合に、開口率Ｇが０．０５％未満であると、濾過された処理液の通水量が少なくなり過ぎて、効率的に被処理液の濾過を行うことが難しくなる。開口率Ｇを０．０５％以上に保つことによって、処理液の通水量を適切に保つことができ、効率的に被処理液の濾過を行うことができる。一方、開口率Ｇが３０％を超えると、捕捉したＳＳによるブリッジが形成されにくくなり、ケーク濾過による濾過性能が低下する懸念がある。開口率Ｇを３０％以下に保つことによって、ケーク濾過による濾過性能を高めることができる。
なお、本実施形態では、例えば、基材３１１を構成する金属板として被処理液の液圧に耐えうる十分な厚みのものを用いれば、支持部材３１を特に設けなくてもよい。
When the fine structure 5 is formed into a cone shape or a frustum shape, for example, a needle-like structure, if the aperture ratio G is less than 0.05%, the flow rate of the filtered treatment liquid becomes too small, which is efficient. In addition, it becomes difficult to filter the liquid to be treated. By keeping the aperture ratio G at 0.05% or more, the amount of water passing through the treatment liquid can be maintained appropriately, and the liquid to be treated can be efficiently filtered. On the other hand, when the aperture ratio G exceeds 30%, it is difficult to form a bridge due to the captured SS, and there is a concern that the filtration performance by cake filtration is lowered. By maintaining the aperture ratio G at 30% or less, the filtration performance by cake filtration can be enhanced.
In the present embodiment, for example, if the metal plate constituting the base material 311 is of a thickness that can withstand the liquid pressure of the liquid to be processed, the support member 31 is not particularly required.
（１−４）フィルターの形成例４
図１４は、フィルターの別な実施形態を示す断面図である。また、図１５は、図１４に示す濾過体の要部拡大平面図である。
フィルター４１０は、円筒形を成す基材４１６、およびこの基材４１６の表面に形成した微細構造物５からなる濾過体４１３と、この濾過体４１３の外周面４１３ｂに接合され、濾過体４１３を支持する支持部材４１７から構成されている。
(1-4) Filter formation example 4
FIG. 14 is a cross-sectional view showing another embodiment of the filter. FIG. 15 is an enlarged plan view of a main part of the filter body shown in FIG.
The filter 410 is joined to the filter body 413 formed of a cylindrical base material 416 and a fine structure 5 formed on the surface of the base material 416, and the outer peripheral surface 413 b of the filter body 413 to support the filter body 413. It is comprised from the supporting member 417 which does.
基材４１６は、例えば、金属からなる線材４１２が綾織された金網で構成されている。
基材４１６は、線材４１２が綾織されて網目状となっており、線材４１２同士が交差する部分に線材４１２が重なり合うことで隙間が形成され、この隙間が複数の貫通孔４１８となる。貫通孔４１８の長径は、０．５μｍ〜２０μｍの範囲が好ましく、１μｍ〜１０μｍの範囲がより好ましい。貫通孔４１８の長径が０．５μｍ以上であると、適切な濾過流量が確保されやすくなる。貫通孔４１８の長径が２０μｍ以下であれば、不純物、例えば金属化合物を容易に捕捉できる。
The base material 416 is made of, for example, a wire mesh in which a wire 412 made of metal is twilled.
The base material 416 has a mesh shape in which the wire 412 is twilled, and a gap is formed by overlapping the wire 412 at a portion where the wire 412 intersects, and the gap becomes a plurality of through holes 418. The major axis of the through hole 418 is preferably in the range of 0.5 μm to 20 μm, and more preferably in the range of 1 μm to 10 μm. When the long diameter of the through hole 418 is 0.5 μm or more, an appropriate filtration flow rate is easily secured. If the long diameter of the through hole 418 is 20 μm or less, impurities, for example, a metal compound can be easily captured.
（１−５）フィルターの形成例５
上述したフィルターの形成例１〜４では、線材をコイル状に巻回させた円筒形のフィルターを例示したが、複数本の線材を一面上に配列させ、平板状の濾過用フィルターにすることもできる。
図１６は、別な実施形態のフィルターを示す外観斜視図である。また、図１７は、別な実施形態のフィルターを示す平面図である。
この実施形態のフィルター７０は、複数の線材７１を面状に配列させた濾過体７２と、この濾過体７２を支持する支持部材７３と、を備えている。本実施形態のフィルター７０では、濾過体７２は、延伸方向に直角な断面形状が三角形である複数本の線材７１を平面上に配列し、平板状に成形させたものからなる。
(1-5) Filter formation example 5
In the filter formation examples 1 to 4 described above, the cylindrical filter in which the wire is wound in a coil shape is exemplified. However, a plurality of wires may be arranged on one surface to form a flat filter for filtration. it can.
FIG. 16 is an external perspective view showing a filter according to another embodiment. FIG. 17 is a plan view showing a filter according to another embodiment.
The filter 70 of this embodiment includes a filter body 72 in which a plurality of wire rods 71 are arranged in a planar shape, and a support member 73 that supports the filter body 72. In the filter 70 of the present embodiment, the filter body 72 is formed by arranging a plurality of wire rods 71 having a triangular cross-sectional shape perpendicular to the extending direction on a plane and forming them into a flat plate shape.
線材７１は、互いに隣接する線材７１，７１どうしの間を所定幅のスリット状の隙間７６を保つように支持部材７３に固着されている。本実施形態では、濾過体７２は、一面７２ａが被処理液が流入する一次面側とされ、他面７２ｂが、濾過体７２によって濾過された処理液が流出する二次面側とされる。 The wire 71 is fixed to the support member 73 so as to maintain a slit-like gap 76 having a predetermined width between the adjacent wires 71, 71. In the present embodiment, the filter body 72 has one surface 72a as a primary surface side into which the liquid to be treated flows, and the other surface 72b as a secondary surface side through which the treatment liquid filtered by the filter body 72 flows out.
支持部材７３は、例えば、断面が矩形や三角形の線材からなり、濾過体７２の他面７２ｂ側で線材７１に接合されている。支持部材７３は、例えば線材７１の配列方向に沿って延びるように形成され、複数の線材７１を接合している。こうした支持部材７３と線材７１とは、例えば、焼結によって接合されている。 The support member 73 is made of, for example, a wire having a rectangular or triangular cross section, and is joined to the wire 71 on the other surface 72b side of the filter body 72. The support member 73 is formed, for example, so as to extend along the arrangement direction of the wire rods 71 and joins the plurality of wire rods 71. Such a support member 73 and the wire 71 are joined by sintering, for example.
このような構成のフィルター７０は、図１６における上側となる一面（一次面）７２ａ側に臨む線材７１は平坦面７１ｆを成している。即ち、本実施形態のように、断面形状が三角形の線材７１の場合、この三角形の１辺が一面（一次面）７２ａに沿うように、線材７１が支持部材７３に支持され、三角形の頂点で線材７１が支持部材７３に接合される。 In the filter 70 having such a configuration, the wire 71 facing the one surface (primary surface) 72a which is the upper side in FIG. 16 forms a flat surface 71f. That is, in the case of the wire 71 having a triangular cross-sectional shape as in the present embodiment, the wire 71 is supported by the support member 73 so that one side of the triangle is along one surface (primary surface) 72a. The wire 71 is joined to the support member 73.
フィルター７０は、図１６における上側となる一面（一次面）７２ａ側から被処理液を流入させ、隙間７６を通過させて被処理液の濾過を行い、他面（二次面）７２ｂから濾過後の処理液を流出させる。フィルター７０の周囲には、このフィルター９０を通過させる被処理液の流路となる枠体（外装体）７９が形成されていればよい。 In the filter 70, the liquid to be treated is introduced from the upper surface (primary surface) 72a side in FIG. 16, the liquid to be treated is filtered through the gap 76, and filtered from the other surface (secondary surface) 72b. The processing solution is allowed to flow out. A frame body (exterior body) 79 that serves as a flow path of the liquid to be processed that passes through the filter 90 may be formed around the filter 70.
フィルター７０を構成する濾過体７２のうち、少なくとも被処理液が流入する平坦な一面（一次面）７２ａ側には、複数（多数）の微細構造物５が形成されている。微細構造物５は、例えば、図５に示す針状構造物や、図７、図８に示す多面体構造物等であればよい。 A plurality (a large number) of fine structures 5 are formed on the flat surface (primary surface) 72 a side into which the liquid to be treated flows in the filter body 72 constituting the filter 70. The fine structure 5 may be, for example, a needle-like structure shown in FIG. 5, a polyhedral structure shown in FIGS.
（１−６）フィルターの形成例６
図１８は、別な実施形態のフィルターを示す外観斜視図である。また、図１９は、別な実施形態のフィルターを示す平面図である。
この実施形態の濾過用フィルター８０は、複数の線材８１を面状に配列させた濾過体８２と、この濾過体８２を支持する支持部材８３と、を備えている。本実施形態のフィルター８０では、濾過体８２は、複数本の線材８１を平面上に配列し、平板状に成形させたものからなる。
(1-6) Filter formation example 6
FIG. 18 is an external perspective view showing a filter according to another embodiment. FIG. 19 is a plan view showing a filter according to another embodiment.
The filter 80 for filtration of this embodiment includes a filter body 82 in which a plurality of wire rods 81 are arranged in a planar shape, and a support member 83 that supports the filter body 82. In the filter 80 of the present embodiment, the filter body 82 is formed by arranging a plurality of wires 81 on a flat surface and forming them into a flat plate shape.
線材８１は、互いに隣接する線材８１どうしの間を所定幅の隙間を保って離間させる離間部８５が形成されている。離間部８５は、例えば、線材８１の配列方向に沿って千鳥配列になるように、隣接する線材８１どうしで位置をずらして形成している。 The wire 81 is formed with a spacing portion 85 that separates the wires 81 adjacent to each other with a predetermined width therebetween. The spacing portions 85 are formed by shifting the positions of the adjacent wire rods 81 so as to form a staggered arrangement along the arrangement direction of the wire rods 81, for example.
このような線材８１に形成した離間部８５によって、平板状の濾過体８２は、その一面８２ａと他面８２ｂとの間を貫通するスリット状の隙間８６が形成される。
本実施形態では、濾過体８２は、一面８２ａが被処理液が流入する一次面側とされ、他面８２ｂが、濾過体８２によって濾過された処理液が流出する二次面側とされる。
Due to the spacing portion 85 formed in such a wire 81, the flat filter body 82 forms a slit-like gap 86 that penetrates between the one surface 82a and the other surface 82b.
In the present embodiment, in the filter body 82, one surface 82a is a primary surface side into which the liquid to be treated flows, and the other surface 82b is a secondary surface side from which the treatment liquid filtered by the filter body 82 flows out.
支持部材８３は、例えば、断面が矩形や三角形の線材からなり、濾過体８２の他面８２ｂ側で線材８１に接合されている。支持部材８３は、例えば線材８１の配列方向に沿って延びるように形成され、複数の線材８１どうしを接合している。こうした支持部材８３と線材８１とは、例えば、焼結によって接合されている。 The support member 83 is made of, for example, a wire having a rectangular or triangular cross section, and is joined to the wire 81 on the other surface 82b side of the filter body 82. The support member 83 is formed, for example, so as to extend along the arrangement direction of the wires 81, and joins the plurality of wires 81. Such a support member 83 and the wire 81 are joined by sintering, for example.
このような構成のフィルター８０は、図１８における上側となる一面８２ａから被処理液を流入させ、隙間８６を通過させて被処理液の濾過を行い、他面８２ｂから濾過後の処理液を流出させる。フィルター８０の周囲には、このフィルター８０を通過させる被処理液の流路を構成する枠体（外装体）８９が形成されていればよい。 The filter 80 having such a configuration allows the liquid to be processed to flow from the upper surface 82a in FIG. 18, filters the liquid to be processed through the gap 86, and flows the processed liquid from the other surface 82b. Let A frame body (exterior body) 89 that forms a flow path of the liquid to be processed that passes through the filter 80 may be formed around the filter 80.
フィルター８０を構成する濾過体８２のうち、被処理液が流入する一面（一次面）８２ａ側、および隙間８６の内表面には、複数（多数）の微細構造物５が形成されている。微細構造物５は、例えば、図５に示す針状構造物や、図７、図８に示す多面体構造物等であればよい。 A plurality (many) of fine structures 5 are formed on the one surface (primary surface) 82 a side into which the liquid to be treated flows and the inner surface of the gap 86 in the filter body 82 constituting the filter 80. The fine structure 5 may be, for example, a needle-like structure shown in FIG. 5, a polyhedral structure shown in FIGS.
（１−７）フィルターの製造方法
次に、フィルターの製造方法の一例について説明する。
線材に針状の微細構造物を備えた、図２に示す濾過用フィルターを製造するには、まず、線材１１を用意する。線材１１は、めっき処理を用いて、めっき層３、またはめっき層３および下地層４を容易に形成できるように、金属であることが好ましい（図４参照）。線材１１に用いる金属としては、例えば、鉄、ニッケル、銅、および、これらの合金などを用いることが好ましい。その中でも特に、線材１１として、耐蝕性に優れ、低コストで、加工しやすい材料であるステンレス鋼線を用いることが好ましい。
(1-7) Filter Manufacturing Method Next, an example of a filter manufacturing method will be described.
In order to manufacture the filter for filtration shown in FIG. 2 in which the wire is provided with a needle-like fine structure, first, the wire 11 is prepared. It is preferable that the wire 11 is a metal so that the plating layer 3 or the plating layer 3 and the base layer 4 can be easily formed using a plating process (see FIG. 4). As a metal used for the wire 11, for example, iron, nickel, copper, and alloys thereof are preferably used. Among these, as the wire 11, it is preferable to use a stainless steel wire that is excellent in corrosion resistance, low in cost, and easy to process.
次いで、長尺の線材１１を巻回させ、周回間で所定幅の隙間１６を保ちつつ、円筒形の濾過体１２を形成する。線材１１を円筒形に巻回させる際には、例えば、円柱状の型を用いて周面に線材１１を巻き付けた後に型を取り除く方法が挙げられる。 Next, the long wire 11 is wound, and the cylindrical filter body 12 is formed while maintaining a gap 16 having a predetermined width between the turns. When winding the wire 11 into a cylindrical shape, for example, there is a method of removing the die after winding the wire 11 around the peripheral surface using a columnar die.
次いで、線材１１を円筒形に巻回させた濾過体１２の外周面１２ｂに支持部材１３を仮止めし、焼結によって線材１１と支持部材１３とを結合させる。線材１１と支持部材１３とを焼結させる際には、例えば、非酸化雰囲気下で電気炉によって加熱を行う方法が挙げられる。 Next, the support member 13 is temporarily fixed to the outer peripheral surface 12b of the filter body 12 in which the wire 11 is wound into a cylindrical shape, and the wire 11 and the support member 13 are bonded by sintering. When the wire 11 and the support member 13 are sintered, for example, a method of heating with an electric furnace in a non-oxidizing atmosphere can be mentioned.
次いで、円筒状に形成した線材１１の表面、例えば内周面１１ａ側に、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１１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。 Next, the base layer 4 is formed on the surface of the wire 11 formed in a cylindrical shape, for example, on the inner peripheral surface 11a side by using a plating process. As a plating process for forming the underlayer 4, a conventionally known method can be used. For example, in the case where the underlayer 4 is formed on the surface of the wire 11 made of stainless steel before the plating layer 3 made of nickel or nickel alloy is formed, the electrolytic nickel plating process or the electroless nickel plating process is used. Alternatively, it is preferable to form the underlayer 4 made of a nickel alloy.
次に、下地層４の設けられた線材１１の内周面１１ａ側に、電気めっき処理によって、複数の微細構造物５を析出させて、線材１１をめっき層３で被覆する。めっき層３を形成するための電気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、下地層４およびめっき層３がニッケルまたはニッケル合金からなるものである場合、下地層４の形成後、めっき浴に添加剤を添加して、連続して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、めっき層３を形成することが好ましい。 Next, a plurality of fine structures 5 are deposited on the inner peripheral surface 11 a side of the wire 11 provided with the foundation layer 4 by electroplating, and the wire 11 is covered with the plating layer 3. As the electroplating process for forming the plating layer 3, a conventionally known method can be used. For example, when the underlayer 4 and the plating layer 3 are made of nickel or a nickel alloy, an additive is added to the plating bath after the formation of the underlayer 4 to continuously perform electrolytic nickel plating treatment or electroless nickel plating. It is preferable to form the plating layer 3 using a treatment.
複数の微細構造物５を析出させる電気めっき処理では、めっき浴に添加する添加剤の種類、濃度、めっき時間を変化させることにより、微細構造物５の形状および大きさを変化させることができる。添加剤としては、エチレンジアミン二塩酸塩（ethylenediamine dihydrochloride）、エチレンジアミン（ＥＤＡ）などが挙げられる。 In the electroplating process for depositing a plurality of microstructures 5, the shape and size of the microstructures 5 can be changed by changing the type, concentration, and plating time of the additive added to the plating bath. Examples of the additive include ethylenediamine dihydrochloride and ethylenediamine (EDA).
めっき層３を形成するためのめっき処理を行った後、必要に応じて熱処理を行って、めっき層３の結晶化を促進してもよい。
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、濾過用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。
After performing the plating process for forming the plating layer 3, heat treatment may be performed as necessary to promote crystallization of the plating layer 3.
Moreover, after performing the plating process for forming the plating layer 3, if necessary, the surface of the plating layer 3 is made of another metal or organic matter in order to improve the durability of the filter for filtration. Another coating layer may be formed.
また、めっき層３の表面に、被処理液との親和性が互いに異なる複数種類の改質領域を形成することもできる。めっき層３の改質処理としては、具体的には、親水化処理と疎水化処理とが挙げられる。こうした改質処理を行うことで、めっき層３の表面における被濾過液の流れが、より複雑になり、ＳＳ粒子がめっき層３の表面で凝集しやすいものとすることができる。 In addition, a plurality of types of modified regions having different affinity for the liquid to be processed can be formed on the surface of the plating layer 3. Specifically, the modification treatment of the plating layer 3 includes a hydrophilic treatment and a hydrophobic treatment. By performing such modification treatment, the flow of the liquid to be filtered on the surface of the plating layer 3 becomes more complicated, and the SS particles can be easily aggregated on the surface of the plating layer 3.
（２）処理方法：第一実施形態
以下、図１に示した処理システムを用いた処理方法を、図面を参照して説明する。
図２０は、第一実施形態の処理方法を段階的に示したフローチャートである。
図１に示す処理システム１００を用いて被処理液の処理を行う際には、全てのバルブＶ１〜Ｖ６が閉じられた状態から、バルブＶ１、Ｖ２を開放させる（Ｓ１１）。また予め被処理液槽１０１に、例えばＳＳ粒子を含む被処理液を導入させておく。
(2) Processing Method: First Embodiment Hereinafter, a processing method using the processing system shown in FIG. 1 will be described with reference to the drawings.
FIG. 20 is a flowchart showing the processing method of the first embodiment step by step.
When processing the liquid to be processed using the processing system 100 shown in FIG. 1, the valves V1 and V2 are opened from the state where all the valves V1 to V6 are closed (S11). Further, for example, a liquid to be processed containing SS particles is introduced into the liquid tank 101 to be processed in advance.
次に、ポンプ１０６を起動させる（Ｓ１２）。これにより、被処理液槽１０１の被処理液を処理槽１０２の供給部１１２に向けて圧送される。そして、第一空間Ｅ１からフィルター１１の一次面側１０ａに流入し、フィルター１１を透過する際にＳＳ粒子などの固形分がフィルター１１に形成された微細構造物５によって捕捉される。そして、ＳＳ粒子などの固形分が除去された処理液がバルブＶ２を経て処理液槽１０３に貯められる。なお、処理液槽１０３に貯められた処理液は、適宜、処理システム１００の外部に放流される。 Next, the pump 106 is started (S12). As a result, the liquid to be processed in the liquid tank 101 to be processed is pumped toward the supply unit 112 of the processing tank 102. Then, when flowing into the primary surface 10 a of the filter 11 from the first space E <b> 1 and passing through the filter 11, solid contents such as SS particles are captured by the fine structure 5 formed in the filter 11. And the process liquid from which solid content, such as SS particle | grains was removed, is stored in the process liquid tank 103 through valve | bulb V2. Note that the processing liquid stored in the processing liquid tank 103 is discharged to the outside of the processing system 100 as appropriate.
フィルター１１によって被処理液を濾過し続けると、フィルター１１の一次面側１０ａに徐々にＳＳ粒子によるケーク７（図４参照）が形成され、堆積し始める。ケーク７の堆積量が増大するとフィルター１１を透過して二次面側１０ｂから流出する処理液の流量が減少する。すると、フィルター１１の一次面側１０ａに臨む第一空間Ｅ１の圧力が上昇し始める。こうした第一空間Ｅ１の圧力上昇とケーク７の堆積量との間には相関関係があるため、予めケーク７を除去する目安となる圧力の規定値を定めておく。 When the liquid to be treated is continuously filtered by the filter 11, the cake 7 (see FIG. 4) due to the SS particles is gradually formed on the primary surface side 10a of the filter 11 and starts to be deposited. When the amount of cake 7 deposited increases, the flow rate of the processing liquid that passes through the filter 11 and flows out of the secondary surface side 10b decreases. Then, the pressure in the first space E1 facing the primary surface side 10a of the filter 11 starts to increase. Since there is a correlation between the pressure increase in the first space E1 and the amount of cake 7 deposited, a prescribed value of pressure that serves as a guide for removing the cake 7 is determined in advance.
圧力計（検出手段）１０９は、常に第一空間Ｅ１の圧力を検出し続け、その検出信号を制御部１１５に送る。制御部１１５は、制御プログラムに基づいて、第一空間Ｅ１の圧力が規定値に達したかを監視し続ける（Ｓ１３）。 The pressure gauge (detection means) 109 always detects the pressure in the first space E1 and sends the detection signal to the control unit 115. The control unit 115 continues to monitor whether the pressure in the first space E1 has reached a specified value based on the control program (S13).
圧力計１０９によって検出された第一空間Ｅ１の圧力が規定値を超えた場合、逆洗工程（洗浄動作）を開始する（Ｓ１４）。逆洗工程が開始されると、まず、ポンプ１０６を停止させる（Ｓ１５）。これにより、被処理液の濾過が停止する。次に、バルブＶ１，Ｖ２を閉じる（Ｓ１６）。そして、バルブＶ６，Ｖ５を開く（Ｓ１７）。また、コンプレッサ（加圧手段）１０５を起動させる（Ｓ１８）。これにより、閉じられているバルブＶ４の位置まで加圧空気によって加圧される。 When the pressure in the first space E1 detected by the pressure gauge 109 exceeds the specified value, the backwashing process (cleaning operation) is started (S14). When the back washing process is started, first, the pump 106 is stopped (S15). Thereby, filtration of a to-be-processed liquid stops. Next, the valves V1 and V2 are closed (S16). Then, the valves V6 and V5 are opened (S17). Further, the compressor (pressurizing means) 105 is activated (S18). Thereby, it pressurizes with pressurized air to the position of valve V4 closed.
そして、バルブＶ４を開放する（Ｓ１９）。これによって、加圧空気が一気にフィルター１１の第二空間Ｅ２内の圧力を上昇させる。そして、第二空間Ｅ２内に残留していた処理液はフィルター１１の二次面側１０ｂから一次面側１０ａに急激に逆流し、この過程でフィルター１１の隙間２６に詰まっていたケーク７などのＳＳ粒子を押し出して除去する（逆洗工程）。そして、除去されたケーク７などのＳＳ粒子は、逆洗した処理液や第一空間Ｅ１に残留していた被処理液とともに、バルブＶ５を経て洗浄排水槽１０４に流れ込み貯留される。 Then, the valve V4 is opened (S19). Thereby, the pressurized air increases the pressure in the second space E2 of the filter 11 at a stretch. Then, the processing liquid remaining in the second space E2 rapidly flows backward from the secondary surface side 10b of the filter 11 to the primary surface side 10a, and in this process, the cake 7 or the like clogged in the gap 26 of the filter 11 or the like. The SS particles are extruded and removed (back washing process). The removed SS particles such as cake 7 flow into the washing drainage tank 104 through the valve V5 and are stored together with the backwashed treatment liquid and the treatment liquid remaining in the first space E1.
なお、バルブＶ５を開放するタイミングは、例えば、バルブＶ６とバルブＶ４を接続する配管１０８の途上に圧力計（図示略）を設置するなどして、この圧力計によって検出された圧力値が所定のレベルまで達した段階とすることが好ましい。バルブＶ５を開放する圧力値が高いほど逆洗によるケーク７の除去力は高まると考えられるが、フィルター１１の耐圧強度も勘案してバルブＶ５を開放する圧力値を設定すればよい。 The timing at which the valve V5 is opened is determined by, for example, installing a pressure gauge (not shown) in the middle of the pipe 108 connecting the valve V6 and the valve V4. It is preferable that the stage reaches the level. It is considered that the removal force of the cake 7 by backwashing increases as the pressure value for opening the valve V5 increases, but the pressure value for opening the valve V5 may be set in consideration of the pressure resistance of the filter 11.
そして、逆洗工程が終了したと判断されると（Ｓ２０）、バルブＶ４を閉じる（Ｓ２１）。また、バルブＶ５を閉じる（Ｓ２２）。次に、ポンプ１０７を起動させる（Ｓ２３）。これにより、処理液槽１０３に貯留されている処理液の一部を、フィルター１１の第二空間Ｅ２内に還流させる。そして、予め、フィルター１１の第一空間Ｅ１や第二空間Ｅ２が処理液で満たされるために必要な時間を計測しておいて、この計測値に基づいて制御プログラムを設定した上で、タイマー制御によってポンプ１０７を停止させる。（Ｓ２５）。 And if it is judged that the backwashing process was complete | finished (S20), the valve | bulb V4 will be closed (S21). Further, the valve V5 is closed (S22). Next, the pump 107 is started (S23). Thereby, a part of the processing liquid stored in the processing liquid tank 103 is refluxed into the second space E <b> 2 of the filter 11. Then, the time required for the first space E1 and the second space E2 of the filter 11 to be filled with the processing liquid is measured in advance, and a control program is set based on the measured value, and then timer control is performed. To stop the pump 107. (S25).
そして、バルブＶ３を開放する（Ｓ２６）。これにより、コンプレッサ１０５による加圧空気がバルブＶ６，Ｖ３を経てフィルター１１の第一空間Ｅ１に流れ込み、第一空間Ｅ１を満たす処理液に気泡を発生させる（気泡洗浄工程）。こうしたバブリングによって、フィルター１１の一次面側１０ａの表面に付着していたケーク７などのＳＳ粒子を除去する。即ち、前述した逆洗工程では、主にフィルター１１の隙間２６に詰まっていたケーク７を押し出して除去し、気泡洗浄工程では、主にフィルター１１の一次面側１０ａの表面に付着しているケーク７を除去する。 Then, the valve V3 is opened (S26). Thereby, the pressurized air by the compressor 105 flows into the first space E1 of the filter 11 through the valves V6 and V3, and bubbles are generated in the processing liquid filling the first space E1 (bubble cleaning process). By such bubbling, SS particles such as cake 7 adhering to the surface of the primary surface 10a of the filter 11 are removed. That is, in the above-described back washing process, the cake 7 clogged mainly in the gap 26 of the filter 11 is pushed out and removed, and in the bubble washing process, the cake mainly attached to the surface of the primary surface 10a of the filter 11 is removed. 7 is removed.
そして、気泡洗浄工程が終了したと判断されると（Ｓ２７）、バルブＶ６を閉じる（Ｓ２８）。また、バルブＶ３を閉じる（Ｓ２９）。そして、バルブＶ５を開いて（Ｓ３０）、気泡洗浄工程によって除去されたケーク７などのＳＳ粒子を含む洗浄液を洗浄排水槽１０４に流す。
この後、バルブＶ１、Ｖ２を開放させ（Ｓ１１）、再び被処理液の濾過が行われる。
When it is determined that the bubble cleaning process has been completed (S27), the valve V6 is closed (S28). Further, the valve V3 is closed (S29). Then, the valve V5 is opened (S30), and the cleaning liquid containing SS particles such as the cake 7 removed by the bubble cleaning process is caused to flow into the cleaning drain tank 104.
Thereafter, the valves V1 and V2 are opened (S11), and the liquid to be treated is filtered again.
以上のように、本実施形態によれば、フィルター１１の流量が低減したと判断されたら、加圧による逆洗工程や、バブリングによる気泡洗浄工程によって、フィルター１１の固形物を確実に除去して、常に高い濾過性能を保ちつつ被処理液の濾過を行うことが可能になる。 As described above, according to the present embodiment, when it is determined that the flow rate of the filter 11 is reduced, the solid matter of the filter 11 is reliably removed by the backwashing process by pressurization or the bubble washing process by bubbling. Thus, it is possible to filter the liquid to be treated while always maintaining high filtration performance.
なお、本実施形態では、逆洗工程の後に気泡洗浄工程を実施した例を示しているが、これに限定されるものでは無く、例えば、気泡洗浄工程を実施した後に逆洗工程を行ってもよく、また、逆洗工程の実施前および実施後の両方で気泡洗浄工程を実施することもできる。
（３）処理方法：第二実施形態
以下、図１に示した処理システムを用いた別な処理方法を、図面を参照して説明する。
図２１は、第二実施形態の処理方法を段階的に示したフローチャートである。
図１に示す処理システム１００を用いて被処理液の処理を行う際には、全てのバルブＶ１〜Ｖ６が閉じられた状態から、バルブＶ１、Ｖ２を開放させる（Ｓ３１）。また予め被処理液槽１０１に、例えばＳＳ粒子を含む被処理液を導入させておく。
In addition, in this embodiment, although the example which performed the bubble washing | cleaning process after the backwashing process is shown, it is not limited to this, For example, even if a backwashing process is performed after implementing a bubble washing | cleaning process Well, the bubble cleaning step can be performed both before and after the backwashing step.
(3) Processing Method: Second Embodiment Hereinafter, another processing method using the processing system shown in FIG. 1 will be described with reference to the drawings.
FIG. 21 is a flowchart showing the processing method of the second embodiment step by step.
When processing the liquid to be processed using the processing system 100 shown in FIG. 1, the valves V1 and V2 are opened from the state where all the valves V1 to V6 are closed (S31). Further, for example, a liquid to be processed containing SS particles is introduced into the liquid tank 101 to be processed in advance.
次に、ポンプ１０６を起動させる（Ｓ３２）。これにより、被処理液槽１０１の被処理液を処理槽１０２の供給部１１２に向けて圧送される。そして、第一空間Ｅ１からフィルター１１の一次面側１０ａに流入し、フィルター１１を透過する際にＳＳ粒子などの固形分がフィルター１１に形成された微細構造物５によって捕捉される。そして、ＳＳ粒子などの固形分が除去された処理液がバルブＶ２を経て処理液槽１０３に貯められる。なお、処理液槽１０３に貯められた処理液は、適宜、処理システム１００の外部に放流される。 Next, the pump 106 is started (S32). As a result, the liquid to be processed in the liquid tank 101 to be processed is pumped toward the supply unit 112 of the processing tank 102. Then, when flowing into the primary surface 10 a of the filter 11 from the first space E <b> 1 and passing through the filter 11, solid contents such as SS particles are captured by the fine structure 5 formed in the filter 11. And the process liquid from which solid content, such as SS particle | grains was removed, is stored in the process liquid tank 103 through valve | bulb V2. Note that the processing liquid stored in the processing liquid tank 103 is discharged to the outside of the processing system 100 as appropriate.
フィルター１１によって被処理液を濾過し続けると、フィルター１１の一次面側１０ａに徐々にＳＳ粒子によるケーク７（図４参照）が形成され、堆積し始める。ケーク７の堆積量が増大するとフィルター１１を透過して二次面側１０ｂから流出する処理液の流量が減少する。すると、フィルター１１の一次面側１０ａに臨む第一空間Ｅ１の圧力が上昇し始める。こうした第一空間Ｅ１の圧力上昇とケーク７の堆積量との間には相関関係があるため、予めケーク７を除去する目安となる圧力の規定値を定めておく。 When the liquid to be treated is continuously filtered by the filter 11, the cake 7 (see FIG. 4) due to the SS particles is gradually formed on the primary surface side 10a of the filter 11 and starts to be deposited. When the amount of cake 7 deposited increases, the flow rate of the processing liquid that passes through the filter 11 and flows out of the secondary surface side 10b decreases. Then, the pressure in the first space E1 facing the primary surface side 10a of the filter 11 starts to increase. Since there is a correlation between the pressure increase in the first space E1 and the amount of cake 7 deposited, a prescribed value of pressure that serves as a guide for removing the cake 7 is determined in advance.
圧力計（検出手段）１０９は、常に第一空間Ｅ１の圧力を検出し続け、その検出信号を制御部１１５に送る。制御部１１５は、制御プログラムに基づいて、第一空間Ｅ１の圧力が規定値に達したかを監視し続ける（Ｓ３３）。 The pressure gauge (detection means) 109 always detects the pressure in the first space E1 and sends the detection signal to the control unit 115. The control unit 115 continues to monitor whether the pressure in the first space E1 has reached the specified value based on the control program (S33).
圧力計１０９によって検出された第一空間Ｅ１の圧力が規定値を超えた場合、逆洗工程（洗浄動作）を開始する（Ｓ３４）。逆洗工程が開始されると、まず、ポンプ１０６を停止させる（Ｓ３５）。これにより、被処理液の濾過が停止する。次に、バルブＶ１，Ｖ２を閉じる（Ｓ３６）。そして、バルブＶ６，Ｖ４を開く（Ｓ３７）。また、コンプレッサ（加圧手段）１０５を起動させる（Ｓ３８）。これにより、フィルター１１から閉じられているバルブＶ５の位置まで加圧空気によって加圧される。 When the pressure in the first space E1 detected by the pressure gauge 109 exceeds the specified value, the backwashing process (cleaning operation) is started (S34). When the back washing process is started, first, the pump 106 is stopped (S35). Thereby, filtration of a to-be-processed liquid stops. Next, the valves V1 and V2 are closed (S36). Then, the valves V6 and V4 are opened (S37). Further, the compressor (pressurizing means) 105 is activated (S38). Thereby, it pressurizes with pressurized air from the filter 11 to the position of the valve | bulb V5 closed.
そして、バルブＶ５を開放する（Ｓ３９）。これによって、加圧空気で加圧されていたフィルター１１の第二空間Ｅ２内の処理液は、フィルター１１の二次面側１０ｂから一次面側１０ａに急激に逆流し、この過程でフィルター１１の隙間２６に詰まっていたケーク７などのＳＳ粒子を押し出して除去する（逆洗工程）。そして、除去されたケーク７などのＳＳ粒子は、逆洗した処理液や第一空間Ｅ１に残留していた被処理液とともに、バルブＶ５を経て洗浄排水槽１０４に流れ込み貯留される。なお、バルブＶ５を開放するタイミングは、例えば、圧力計１０９によって検出された圧力値が所定のレベルまで達した段階とすることが好ましい。バルブＶ５を開放する圧力値が高いほど逆洗によるケーク７の除去力は高まると考えられるが、フィルター１１の耐圧強度も勘案してバルブＶ５を開放する圧力値を設定すればよい。 Then, the valve V5 is opened (S39). As a result, the processing liquid in the second space E2 of the filter 11 that has been pressurized with the pressurized air rapidly flows back from the secondary surface side 10b of the filter 11 to the primary surface side 10a. The SS particles such as the cake 7 clogged in the gap 26 are pushed out and removed (back washing process). The removed SS particles such as cake 7 flow into the washing drainage tank 104 through the valve V5 and are stored together with the backwashed treatment liquid and the treatment liquid remaining in the first space E1. In addition, it is preferable that the timing at which the valve V5 is opened is, for example, a stage where the pressure value detected by the pressure gauge 109 reaches a predetermined level. It is considered that the removal force of the cake 7 by backwashing increases as the pressure value for opening the valve V5 increases, but the pressure value for opening the valve V5 may be set in consideration of the pressure resistance of the filter 11.
そして、逆洗工程が終了したと判断されると（Ｓ４０）、バルブＶ４を閉じる（Ｓ４１）。また、バルブＶ５を閉じる（Ｓ４２）。次に、ポンプ１０７を起動させる（Ｓ４３）。これにより、処理液槽１０３に貯留されている処理液の一部を、フィルター１１の第二空間Ｅ２内に還流させる。そして、予め、フィルター１１の第一空間Ｅ１や第二空間Ｅ２が処理液で満たされるために必要な時間を計測しておいて、この計測値に基づいて制御プログラムを設定した上で、タイマー制御によってポンプ１０７を停止させる。（Ｓ４５）。 And if it is judged that the backwashing process was complete | finished (S40), the valve | bulb V4 will be closed (S41). Further, the valve V5 is closed (S42). Next, the pump 107 is started (S43). Thereby, a part of the processing liquid stored in the processing liquid tank 103 is refluxed into the second space E <b> 2 of the filter 11. Then, the time required for the first space E1 and the second space E2 of the filter 11 to be filled with the processing liquid is measured in advance, and a control program is set based on the measured value, and then timer control is performed. To stop the pump 107. (S45).
そして、バルブＶ３を開放する（Ｓ４６）。これにより、コンプレッサ１０５による加圧空気がバルブＶ６，Ｖ３を経てフィルター１１の第一空間Ｅ１に流れ込み、第一空間Ｅ１を満たす処理液に気泡を発生させる（気泡洗浄工程）。こうしたバブリングによって、フィルター１１の一次面側１０ａの表面に付着していたケーク７などのＳＳ粒子を除去する。即ち、前述した逆洗工程では、主にフィルター１１の隙間２６に詰まっていたケーク７を押し出して除去し、気泡洗浄工程では、主にフィルター１１の一次面側１０ａの表面に付着しているケーク７を除去する。 Then, the valve V3 is opened (S46). Thereby, the pressurized air by the compressor 105 flows into the first space E1 of the filter 11 through the valves V6 and V3, and bubbles are generated in the processing liquid filling the first space E1 (bubble cleaning process). By such bubbling, SS particles such as cake 7 adhering to the surface of the primary surface 10a of the filter 11 are removed. That is, in the above-described back washing process, the cake 7 clogged mainly in the gap 26 of the filter 11 is pushed out and removed, and in the bubble washing process, the cake mainly attached to the surface of the primary surface 10a of the filter 11 is removed. 7 is removed.
そして、気泡洗浄工程が終了したと判断されると（Ｓ４７）、バルブＶ６を閉じる（Ｓ４８）。また、バルブＶ３を閉じる（Ｓ４９）。そして、バルブＶ５を開いて（Ｓ５０）、気泡洗浄工程によって除去されたケーク７などのＳＳ粒子を含む洗浄液を洗浄排水槽１０４に流す。
この後、バルブＶ１、Ｖ２を開放させ（Ｓ３１）、再び被処理液の濾過が行われる。
When it is determined that the bubble cleaning process has been completed (S47), the valve V6 is closed (S48). Further, the valve V3 is closed (S49). Then, the valve V5 is opened (S50), and the cleaning liquid containing SS particles such as the cake 7 removed by the bubble cleaning process is caused to flow into the cleaning drain tank 104.
Thereafter, the valves V1 and V2 are opened (S31), and the liquid to be treated is filtered again.
（４）処理システム：第二実施形態
図１に示す実施形態では、内圧型のフィルター（図２参照）を用いた処理システムを例示したが、フィルターを外圧型にした処理システムとすることもできる。
図２２は、フィルターを外圧型にした処理システムの一例を示す模式図であり、図２３は、外圧型のフィルターの要部拡大断面図である。
なお、以下の説明において、第一実施形態の処理システムと同一の構成に関しては同一の符号を付与し、その詳細な説明は略す。
(4) Processing System: Second Embodiment In the embodiment shown in FIG. 1, a processing system using an internal pressure type filter (see FIG. 2) is illustrated, but a processing system in which the filter is an external pressure type may be used. .
FIG. 22 is a schematic diagram illustrating an example of a processing system in which a filter is an external pressure type, and FIG. 23 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the external pressure type filter.
In the following description, the same components as those in the processing system of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この処理システム４０の処理槽（濾過フィルターユニット）１２２に設置されているフィルター４１は、例えば中空円筒形を成し、その中心軸が鉛直方向に沿うように設置されている。本実施形態においては、円筒形のフィルター４１の外周面側に広がる空間が被処理液が流入する第一空間Ｅ１とされる。また、円筒形のフィルター４１の内周面で囲まれた空間が、処理液が流出する第二空間Ｅ２とされる。即ち、本実施形態の中空円筒形のフィルター４１は、その外周面を被処理液が流入する一次面側４１ａとし、内周面を処理液が流出する二次面側４１ｂとした外圧型フィルターとしている。 The filter 41 installed in the processing tank (filtration filter unit) 122 of the processing system 40 has a hollow cylindrical shape, for example, and is installed so that its central axis is along the vertical direction. In the present embodiment, the space extending on the outer peripheral surface side of the cylindrical filter 41 is the first space E1 into which the liquid to be processed flows. Further, a space surrounded by the inner peripheral surface of the cylindrical filter 41 is a second space E2 from which the processing liquid flows out. That is, the hollow cylindrical filter 41 of the present embodiment is an external pressure type filter in which the outer peripheral surface is the primary surface side 41a into which the liquid to be processed flows and the inner peripheral surface is the secondary surface side 41b from which the processing liquid flows out. Yes.
この処理システム４０においては、図１に示す実施形態の処理システムにおけるバルブＶ６とバルブＶ４との間から分岐してバルブＶ３を介してフィルターの一次面側に臨む第一空間に繋がる配管が省略されている。 In this processing system 40, piping that branches from between the valve V6 and the valve V4 in the processing system of the embodiment shown in FIG. 1 and leads to the first space facing the primary surface side of the filter via the valve V3 is omitted. ing.
また、検出手段として流量計１２９を用い、この流量計１２９を外圧型のフィルター４１の第二空間Ｅ２から処理液が流出する配管１０８の途上に設置している。フィルター４１へのＳＳの堆積量が増大するとフィルター４１を透過して二次面側４１ｂから流出する処理液の流量が減少する。よって、二次面側４１ｂから流出する処理液の流量変化を検出することで、フィルター４１へのＳＳの堆積状態を知ることができる。 Further, a flow meter 129 is used as a detecting means, and this flow meter 129 is installed in the middle of the pipe 108 through which the processing liquid flows out from the second space E2 of the external pressure type filter 41. When the amount of SS deposited on the filter 41 increases, the flow rate of the processing liquid that passes through the filter 41 and flows out from the secondary surface side 41b decreases. Therefore, it is possible to know the SS accumulation state on the filter 41 by detecting a change in the flow rate of the processing liquid flowing out from the secondary surface side 41b.
こうした外圧型のフィルター４１としては、例えば図２に示す形態のフィルターを外圧型にしたものとして、図２３に示すように、濾過体４２のうち、被処理液が流入する外周面（一次面）４２ｂ側、および隙間４６の内表面に、複数（多数）の微細構造物５を形成している。こうした微細構造物５は、例えば、図５に示す針状構造物や、図７、図８に示す多面体構造物等であればよい。
（５）処理方法：第三実施形態
以下、図２２に示した処理システムを用いた処理方法を、図面を参照して説明する。
図２４は、第三実施形態の処理方法を段階的に示したフローチャートである。
図２２に示す処理システム４０を用いて被処理液の処理を行う際には、全てのバルブＶ１〜Ｖ６が閉じられた状態から、バルブＶ１、Ｖ２を開放させる（Ｓ５１）。また予め被処理液槽１０１に、例えばＳＳ粒子を含む被処理液を導入させておく。
As such an external pressure type filter 41, for example, a filter of the form shown in FIG. 2 is an external pressure type, and as shown in FIG. 23, an outer peripheral surface (primary surface) into which the liquid to be treated flows in the filter body 42. A plurality of (many) microstructures 5 are formed on the side of 42b and the inner surface of the gap 46. Such a fine structure 5 may be, for example, a needle-like structure shown in FIG. 5, a polyhedral structure shown in FIGS.
(5) Processing Method: Third Embodiment Hereinafter, a processing method using the processing system shown in FIG. 22 will be described with reference to the drawings.
FIG. 24 is a flowchart showing the processing method of the third embodiment step by step.
When processing the liquid to be processed using the processing system 40 shown in FIG. 22, the valves V1 and V2 are opened from the state where all the valves V1 to V6 are closed (S51). Further, for example, a liquid to be processed containing SS particles is introduced into the liquid tank 101 to be processed in advance.
次に、ポンプ１０６を起動させる（Ｓ５２）。これにより、被処理液槽１０１の被処理液を処理槽１０２の供給部１１２に向けて圧送される。そして、第一空間Ｅ１からフィルター４１の一次面側４１ａに流入し、フィルター４１を透過する際にＳＳ粒子などの固形分がフィルター４１に形成された微細構造物５によって捕捉される。そして、ＳＳ粒子などの固形分が除去された処理液がバルブＶ２を経て処理液槽１０３に貯められる。なお、処理液槽１０３に貯められた処理液は、適宜、処理システム４０の外部に放流される。 Next, the pump 106 is started (S52). As a result, the liquid to be processed in the liquid tank 101 to be processed is pumped toward the supply unit 112 of the processing tank 102. Then, when flowing into the primary surface 41 a of the filter 41 from the first space E <b> 1 and passing through the filter 41, solid contents such as SS particles are captured by the fine structure 5 formed in the filter 41. And the process liquid from which solid content, such as SS particle | grains was removed, is stored in the process liquid tank 103 through valve | bulb V2. Note that the processing liquid stored in the processing liquid tank 103 is discharged to the outside of the processing system 40 as appropriate.
フィルター４１によって被処理液を濾過し続けると、フィルター４１の一次面側４１ａに徐々にＳＳ粒子によるケーク７（図４参照）が形成され、堆積し始める。ケーク７の堆積量が増大するとフィルター４１を透過して二次面側４１ｂから流出する処理液の流量が減少する。 When the liquid to be treated is continuously filtered by the filter 41, the cake 7 (see FIG. 4) of SS particles is gradually formed on the primary surface side 41a of the filter 41 and starts to be deposited. When the amount of cake 7 deposited increases, the flow rate of the processing liquid that passes through the filter 41 and flows out of the secondary surface 41b decreases.
外圧型のフィルター４１の第二空間Ｅ２から処理液が流出する配管１０８の途上に設置された流量計１２９は、常に濾過後の処理液の流量を検出し続け、その検出信号を制御部１１５に送る。制御部１１５は、制御プログラムに基づいて、処理液の流量が規定値を下回ったかを監視し続ける（Ｓ５３）。 A flow meter 129 installed in the middle of the pipe 108 through which the processing liquid flows out from the second space E2 of the external pressure type filter 41 always detects the flow rate of the processing liquid after filtration, and sends the detection signal to the control unit 115. send. Based on the control program, the control unit 115 continues to monitor whether the flow rate of the processing liquid has fallen below a specified value (S53).
流量計１２９によって検出された処理液の流量が規定値を下回った場合、逆洗工程を開始する（Ｓ５４）。逆洗工程が開始されると、まず、ポンプ１０６を停止させる（Ｓ５５）。これにより、被処理液の濾過が停止する。次に、バルブＶ１，Ｖ２を閉じる（Ｓ５６）。そして、バルブＶ６，Ｖ５を開く（Ｓ５７）。また、コンプレッサ（加圧手段）１０５を起動させる（Ｓ５８）。これにより、閉じられているバルブＶ４の位置まで加圧空気によって加圧される。 When the flow rate of the processing liquid detected by the flow meter 129 falls below the specified value, the back washing process is started (S54). When the back washing process is started, first, the pump 106 is stopped (S55). Thereby, filtration of a to-be-processed liquid stops. Next, the valves V1 and V2 are closed (S56). Then, the valves V6 and V5 are opened (S57). Further, the compressor (pressurizing means) 105 is activated (S58). Thereby, it pressurizes with pressurized air to the position of valve V4 closed.
そして、バルブＶ４を開放する（Ｓ５９）。これによって、加圧空気が一気にフィルター４１の第二空間Ｅ２内の圧力を上昇させる。そして、第二空間Ｅ２内に残留していた処理液はフィルター４１の二次面側４１ｂから一次面側４１ａに急激に逆流し、この過程でフィルター４１の隙間に詰まっていたケーク７などのＳＳ粒子を押し出して除去する（逆洗工程）。そして、除去されたケーク７などのＳＳ粒子は、逆洗した処理液や第一空間Ｅ１に残留していた被処理液とともに、バルブＶ５を経て洗浄排水槽１０４に流れ込み貯留される。 Then, the valve V4 is opened (S59). Thereby, the pressurized air increases the pressure in the second space E2 of the filter 41 at a stretch. Then, the processing liquid remaining in the second space E2 rapidly flows backward from the secondary surface side 41b of the filter 41 to the primary surface side 41a, and SS such as the cake 7 clogged in the gap of the filter 41 in this process. The particles are extruded and removed (back washing process). The removed SS particles such as cake 7 flow into the washing drainage tank 104 through the valve V5 and are stored together with the backwashed treatment liquid and the treatment liquid remaining in the first space E1.
そして、逆洗工程が終了したと判断されると（Ｓ６０）、バルブＶ６を閉じる（Ｓ６１）。また、バルブＶ４（Ｓ６２）を閉じる。その後、バルブＶ１、Ｖ２を開放させ（Ｓ５１）、再び被処理液の濾過が行われる。
（６）処理方法：第四実施形態
以下、図２２に示した処理システムを用いた別な処理方法を、図面を参照して説明する。図２５は、第四実施形態の処理方法を段階的に示したフローチャートである。
図２２に示す処理システム４０を用いて被処理液の処理を行う際には、全てのバルブＶ１〜Ｖ６が閉じられた状態から、バルブＶ１、Ｖ２を開放させる（Ｓ７１）。また予め被処理液槽１０１に、例えばＳＳ粒子を含む被処理液を導入させておく。
And if it is judged that the backwashing process was complete | finished (S60), the valve | bulb V6 will be closed (S61). Further, the valve V4 (S62) is closed. Thereafter, the valves V1 and V2 are opened (S51), and the liquid to be treated is filtered again.
(6) Processing Method: Fourth Embodiment Hereinafter, another processing method using the processing system shown in FIG. 22 will be described with reference to the drawings. FIG. 25 is a flowchart showing stepwise the processing method of the fourth embodiment.
When processing the liquid to be processed using the processing system 40 shown in FIG. 22, the valves V1 and V2 are opened from the state where all the valves V1 to V6 are closed (S71). Further, for example, a liquid to be processed containing SS particles is introduced into the liquid tank 101 to be processed in advance.
次に、ポンプ１０６を起動させる（Ｓ７２）。これにより、被処理液槽１０１の被処理液を処理槽１０２の供給部１１２に向けて圧送される。そして、第一空間Ｅ１からフィルター４１の一次面側４１ａに流入し、フィルター４１を透過する際にＳＳ粒子などの固形分がフィルター４１に形成された微細構造物５によって捕捉される。そして、ＳＳ粒子などの固形分が除去された処理液がバルブＶ２を経て処理液槽１０３に貯められる。なお、処理液槽１０３に貯められた処理液は、適宜、処理システム４０の外部に放流される。 Next, the pump 106 is started (S72). As a result, the liquid to be processed in the liquid tank 101 to be processed is pumped toward the supply unit 112 of the processing tank 102. Then, when flowing into the primary surface 41 a of the filter 41 from the first space E <b> 1 and passing through the filter 41, solid contents such as SS particles are captured by the fine structure 5 formed in the filter 41. And the process liquid from which solid content, such as SS particle | grains was removed, is stored in the process liquid tank 103 through valve | bulb V2. Note that the processing liquid stored in the processing liquid tank 103 is discharged to the outside of the processing system 40 as appropriate.
フィルター４１によって被処理液を濾過し続けると、フィルター４１の一次面側４１ａに徐々にＳＳ粒子によるケーク７（図４参照）が形成され、堆積し始める。ケーク７の堆積量が増大するとフィルター４１を透過して二次面側４１ｂから流出する処理液の流量が減少する。 When the liquid to be treated is continuously filtered by the filter 41, the cake 7 (see FIG. 4) of SS particles is gradually formed on the primary surface side 41a of the filter 41 and starts to be deposited. When the amount of cake 7 deposited increases, the flow rate of the processing liquid that passes through the filter 41 and flows out of the secondary surface 41b decreases.
外圧型のフィルター４１の第二空間Ｅ２から処理液が流出する配管１０８の途上に設置された流量計１２９は、常に濾過後の処理液の流量を検出し続け、その検出信号を制御部１１５に送る。制御部１１５は、制御プログラムに基づいて、処理液の流量が規定値を下回ったかを監視し続ける（Ｓ７３）。 A flow meter 129 installed in the middle of the pipe 108 through which the processing liquid flows out from the second space E2 of the external pressure type filter 41 always detects the flow rate of the processing liquid after filtration, and sends the detection signal to the control unit 115. send. Based on the control program, the control unit 115 continues to monitor whether the flow rate of the processing liquid has fallen below a specified value (S73).
流量計１２９によって検出された処理液の流量が規定値を下回った場合、逆洗工程を開始する（Ｓ７４）。逆洗工程が開始されると、まず、ポンプ１０６を停止させる（Ｓ７５）。これにより、被処理液の濾過が停止する。次に、バルブＶ１，Ｖ２を閉じる（Ｓ７６）。そして、バルブＶ６，Ｖ４を開く（Ｓ７７）。また、コンプレッサ（加圧手段）１０５を起動させる（Ｓ７８）。これにより、フィルター４１から閉じられているバルブＶ５の位置まで加圧空気によって加圧される。 When the flow rate of the processing liquid detected by the flow meter 129 falls below the specified value, the back washing process is started (S74). When the back washing process is started, first, the pump 106 is stopped (S75). Thereby, filtration of a to-be-processed liquid stops. Next, the valves V1 and V2 are closed (S76). Then, the valves V6 and V4 are opened (S77). Further, the compressor (pressurizing means) 105 is activated (S78). Thereby, it pressurizes with pressurized air from the filter 41 to the position of the valve | bulb V5 closed.
そして、バルブＶ４を開放する（Ｓ７９）。これによって、加圧空気が一気にフィルター４１の第二空間Ｅ２内の圧力を上昇させる。そして、第二空間Ｅ２内に残留していた処理液はフィルター４１の二次面側４１ｂから一次面側４１ａに急激に逆流し、この過程でフィルター４１の隙間に詰まっていたケーク７などのＳＳ粒子を押し出して除去する（逆洗工程）。そして、除去されたケーク７などのＳＳ粒子は、逆洗した処理液や第一空間Ｅ１に残留していた被処理液とともに、バルブＶ５を経て洗浄排水槽１０４に流れ込み貯留される。 Then, the valve V4 is opened (S79). Thereby, the pressurized air increases the pressure in the second space E2 of the filter 41 at a stretch. Then, the processing liquid remaining in the second space E2 rapidly flows backward from the secondary surface side 41b of the filter 41 to the primary surface side 41a, and SS such as the cake 7 clogged in the gap of the filter 41 in this process. The particles are extruded and removed (back washing process). The removed SS particles such as cake 7 flow into the washing drainage tank 104 through the valve V5 and are stored together with the backwashed treatment liquid and the treatment liquid remaining in the first space E1.
そして、逆洗工程が終了したと判断されると（Ｓ８０）、バルブＶ６を閉じる（Ｓ８１）。また、バルブＶ４を閉じる（Ｓ８２）。その後、バルブＶ１、Ｖ２を開放させ（Ｓ６１）、再び被処理液の濾過が行われる。 When it is determined that the backwashing process has been completed (S80), the valve V6 is closed (S81). Further, the valve V4 is closed (S82). Thereafter, the valves V1 and V2 are opened (S61), and the liquid to be treated is filtered again.
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、フィルターから流出する処理液のの流量が低減したと判断されたら、処理液の一部などを用いて加圧して逆洗を行うことによって、少ない洗浄液の液量で、フィルターに堆積したＳＳ粒子などの堆積物を効果的に除去することが可能な処理システム、処理方法を提供することができる。 According to at least one of the embodiments described above, when it is determined that the flow rate of the processing liquid flowing out from the filter has been reduced, a small amount of cleaning liquid can be obtained by pressurizing with a part of the processing liquid and performing backwashing. It is possible to provide a processing system and a processing method capable of effectively removing deposits such as SS particles deposited on the filter with the amount of liquid.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
（実施例１）
「フィルター」
幅９００μｍのステンレス製の断面視正方形の線材を支持部材に巻きつけて、焼結によって接合し、線材間の幅が３０μｍであり、中心軸と略平行に支持部材が延在する円筒状の基材を製作した。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、ステンレス製の線材で形成された基材をニッケル亜鉛合金からなる下地層で被覆した。
Example 1
"filter"
A cylindrical wire having a width of 900 μm made of stainless steel and wound around a support member and joined by sintering. The width between the wires is 30 μm, and the support member extends substantially parallel to the central axis. Made the material. This was immersed in a plating bath containing phosphorus, zinc, and nickel, and nickel plating was performed. Thereby, the base material formed of the stainless steel wire was covered with the underlayer made of nickel zinc alloy.
その後、下地層を形成しためっき浴中に、ホウ酸と添加剤としてのエチレンジアミン（ＥＤＡ）とを添加して、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の全面を被覆するめっき層を形成し、実施例１のフィルターを得た。この実施例１のフィルターの表面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、表面に微細構造物が形成されているか否かを観察した。その結果、表面に複数の針状構造物が形成されていた。 Thereafter, nickel plating treatment was performed by adding boric acid and ethylenediamine (EDA) as an additive to the plating bath in which the base layer was formed. By this, the plating layer which coat | covers the whole surface of the wire covered with the base layer was formed, and the filter of Example 1 was obtained. The surface of the filter of Example 1 was observed with a scanning electron microscope (SEM) to observe whether a fine structure was formed on the surface. As a result, a plurality of needle-like structures were formed on the surface.
次に、実施例１のフィルターについて、貫通孔の平均孔径を調べた。また、実施例１のフィルターについて、単位面積（１μｍ２）当たりの針状構造物の数、断面における単位長さ（１μｍ）当たりの針状構造物の数、針状構造物の平均高さ、針状構造物の高さの変動係数、断面における針状構造物の基端部の平均幅Ｄと平均高さＨとのアスペクト比Ｈ（μｍ）／Ｄ（μｍ）を、それぞれ上述した方法により調べた。また、単位面積（１μｍ２）当たりの針状構造物の数を算出するために４μｍ２当たりの針状構造物の数、断面における単位長さ（１μｍ）当たりの針状構造物の数を算出するために１０μｍ当たりの針状構造物の数も調べた。 Next, the average pore diameter of the through holes was examined for the filter of Example 1. For the filter of Example 1, the number of needle-like structures per unit area (1 μm 2 ), the number of needle-like structures per unit length (1 μm) in the cross section, the average height of the needle-like structures, the needle-like structures The coefficient of variation in height and the aspect ratio H (μm) / D (μm) between the average width D and the average height H of the base end portion of the acicular structure in the cross section were examined by the methods described above. Further, in order to calculate the number of needle-like structures per unit area (1 μm 2 ), the number of needle-like structures per 4 μm 2 and the number of needle-like structures per unit length (1 μm) in the cross section are calculated per 10 μm. The number of needle-like structures was also examined.
その結果、貫通孔の平均孔径は１０μｍであった。また、４μｍ２当たりの針状構造物の数は１５個であり、単位面積（１μｍ２）当たりの針状構造物の数は３．７５個であった。また、１０μｍ当たりの針状構造物の数は２０個であり、断面における単位長さ（１μｍ）当たりの針状構造物の数は２個であった。また、針状構造物の平均高さＨは７５０ｎｍ、針状構造物の高さの変動係数は０．２８であった。また、断面における針状構造物の基端部の平均幅Ｄは５５０ｎｍであり、アスペクト比は１．３６であった。
また、線材間の幅は１０μｍであり、線材幅は９２０μｍであった。
As a result, the average hole diameter of the through holes was 10 μm. The number of needle-like structures per 4 μm 2 was 15, and the number of needle-like structures per unit area (1 μm 2 ) was 3.75. The number of needle-like structures per 10 μm was 20, and the number of needle-like structures per unit length (1 μm) in the cross section was two. The average height H of the needle-like structures was 750 nm, and the coefficient of variation in the height of the needle-like structures was 0.28. Moreover, the average width D of the base end part of the acicular structure in a cross section was 550 nm, and the aspect ratio was 1.36.
Moreover, the width | variety between wire rods was 10 micrometers, and the wire rod width | variety was 920 micrometers.
「処理システム」
実施例１のフィルターを、図１に示す処理システムを模擬した処理槽に設置した。但し、フィルターは外圧式とし、処理槽に供給された被処理液をフィルターで全量濾過する外圧型デッドエンド方式とした。
コンプレッサ（加圧手段）としては、従来公知のものを用いることができ、０．１〜１０ＭＰａの加圧空気を一度に処理槽の容量以上の体積を供給しうるものが好ましい。ここでの体積とは、標準状態での空気の体積のことをいう。
"Processing system"
The filter of Example 1 was installed in a treatment tank simulating the treatment system shown in FIG. However, the filter was an external pressure type, and an external pressure type dead end system in which the liquid to be treated supplied to the treatment tank was filtered through the filter.
As the compressor (pressurizing means), a conventionally known one can be used, and a compressor capable of supplying 0.1 to 10 MPa of pressurized air at a volume more than the capacity of the treatment tank at a time is preferable. The volume here refers to the volume of air in the standard state.
「濾過試験」
以下に示す条件で濾過試験を行った。
純水中に、ＳＳ粒子として平均粒子１５μｍの珪藻土粒子を３０００ｍｇ／Ｌの濃度で分散させて被処理液とし、配管を介して処理槽に圧送した。そして、ポンプの出力を調整することにより、濾過圧力を０．３６ＭＰａで一定とする濾過試験を行い、濾過を開始してから３０秒後の処理液濁度とフィルター表面のＳＳ負荷が２０００ｍｇ／ｍ２の時の濾過流束を測定した。
その結果、濁度は１．１７ＮＴＵであり、濾過流束は１０．２ｍ／ｈであった。また、濾過試験を行うことにより得られた処理液は透明であった。
"Filtration test"
A filtration test was conducted under the following conditions.
In pure water, diatomaceous earth particles having an average particle size of 15 μm as SS particles were dispersed at a concentration of 3000 mg / L to prepare a liquid to be treated, and pumped to a treatment tank through a pipe. Then, by adjusting the output of the pump, a filtration test is performed in which the filtration pressure is kept constant at 0.36 MPa, and after 30 seconds from the start of filtration, the treatment liquid turbidity and the SS load on the filter surface are 2000 mg / m 2. The filtration flux at time 2 was measured.
As a result, the turbidity was 1.17 NTU and the filtration flux was 10.2 m / h. Moreover, the processing liquid obtained by performing the filtration test was transparent.
「逆洗試験」
処理槽への被処理液の供給を開始してから１０分間、上述した濾過試験と同様にして処理工程を行った後、バルブＶ６を開き、コンプレッサによって供給された０．４ＭＰａに加圧された加圧空気を処理槽の第１排出部近傍まで供給した後、バルブＶ５を開けた後にバルブＶ４を開けることで、処理槽の二次側に加圧空気を供給すると同時に処理槽の一次側が大気解放され、処理槽の二次側に保持されていた処理液が高圧で逆洗方向に瞬時的に押し出される逆洗試験を行った。ここでの加圧空気の圧力は濾過圧力よりも高圧であることが望ましい。
その結果、逆洗に要した時間は５秒であった。
"Backwash test"
After starting the supply of the liquid to be processed to the processing tank, the processing step was performed in the same manner as the filtration test described above for 10 minutes, and then the valve V6 was opened and pressurized to 0.4 MPa supplied by the compressor. After supplying pressurized air to the vicinity of the first discharge part of the treatment tank, opening the valve V4 after opening the valve V5 supplies pressurized air to the secondary side of the treatment tank, and at the same time the primary side of the treatment tank is in the atmosphere. A backwash test was performed in which the treatment liquid released and held on the secondary side of the treatment tank was instantaneously pushed out in the backwash direction at high pressure. The pressure of the pressurized air here is preferably higher than the filtration pressure.
As a result, the time required for backwashing was 5 seconds.
「洗浄試験」
逆洗試験を行った後、バルブＶ４を閉めて加圧空気の供給を停止し、処理槽の内部圧力が大気圧となった後、貯留していた処理液を処理槽の一次側に供給し充填し、バルブＶ３を開いてコンプレッサによって供給された０．４ＭＰａに加圧された加圧空気を処理槽の一次側に供給する洗浄試験を２５秒間行った。ここでの加圧空気の圧力は濾過圧力よりも高圧であることが望ましい。
また、洗浄試験を行った後のフィルターの表面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した。その結果、フィルターの表面のケークはきれいに剥離していた。
"Cleaning test"
After performing the backwash test, the supply of pressurized air is stopped by closing the valve V4, and after the internal pressure of the processing tank reaches atmospheric pressure, the stored processing liquid is supplied to the primary side of the processing tank. A cleaning test was performed for 25 seconds, in which the valve V3 was opened and the pressurized air pressurized to 0.4 MPa supplied by the compressor was supplied to the primary side of the treatment tank. The pressure of the pressurized air here is preferably higher than the filtration pressure.
Further, the surface of the filter after the cleaning test was observed with a scanning electron microscope (SEM). As a result, the cake on the surface of the filter peeled cleanly.
「洗浄後の濾過試験」
洗浄試験を停止（加圧空気の供給を停止）した後、前記と同様に濾過試験を行った。そして、濾過を開始してから３０秒後の濾過流束を測定したところ、１０．２ｍ／ｈであった。洗浄性能を「洗浄前の濾過試験でのろ過流束」に対する「洗浄後の濾過試験での濾過流束」の割合である回復率｛＝（洗浄後の濾過流束／洗浄前の濾過流束）×１００（％）｝で表すと、１００％であった。
"Filtration test after cleaning"
After stopping the washing test (stopping the supply of pressurized air), the filtration test was performed in the same manner as described above. And when the filtration flux 30 seconds after starting filtration was measured, it was 10.2 m / h. Recovery rate, which is the ratio of the “filtration flux in the filtration test after washing” to the “filtration flux in the filtration test before washing” as the washing performance {= (the filtration flux after washing / the filtration flux before washing) ) × 100 (%)} was 100%.
（実施例２）
「フィルター」実施例１と同様のものを使用。
「処理システム」図２２に示した処理システムを使用、但し検出手段は圧力計とした。
「濾過試験」実施例１と同様に実施。
その結果、処理液濁度は１．１７ＮＴＵであり、濾過流束は１０．２ｍ／ｈであった。また、濾過試験を行うことにより得られた処理液は透明であった。
(Example 2)
“Filter” Same as in Example 1.
"Processing system" The processing system shown in Fig. 22 was used, except that the detection means was a pressure gauge.
“Filtration test” conducted in the same manner as in Example 1.
As a result, the treatment liquid turbidity was 1.17 NTU and the filtration flux was 10.2 m / h. Moreover, the processing liquid obtained by performing the filtration test was transparent.
「逆洗試験」
処理槽への被処理液の供給を開始してから１０分間、上述した濾過試験と同様にして処理工程を行った後、バルブＶ６とバルブＶ４を開き、コンプレッサによって供給された０．４ＭＰａに加圧された加圧空気にて処理槽内の圧力を０．４ＭＰａとした後、バルブＶ５を開けることで、処理槽の一次側が大気解放され、処理槽の二次側に保持されていた処理液が高圧で逆洗方向に瞬時的に押し出される逆洗試験を行った。ここでの加圧空気の圧力は濾過圧力よりも高圧であることが望ましい。
その結果、逆洗に要した時間は５秒であった。
"Backwash test"
After starting the supply of the liquid to be processed to the processing tank for 10 minutes, the processing step was performed in the same manner as the filtration test described above, and then the valve V6 and the valve V4 were opened and added to 0.4 MPa supplied by the compressor. After the pressure in the processing tank is set to 0.4 MPa with the pressurized air, the processing liquid that has been released to the atmosphere on the primary side of the processing tank and opened on the secondary side of the processing tank by opening the valve V5 Was subjected to a backwash test in which it was pushed out instantaneously in the backwash direction at high pressure. The pressure of the pressurized air here is preferably higher than the filtration pressure.
As a result, the time required for backwashing was 5 seconds.
「洗浄後の濾過試験」
洗浄試験を停止（加圧空気の供給を停止）した後、前記と同様に濾過試験を行った。そして、濾過を開始してから３０秒後の濾過流束を測定したところ、９．９ｍ／ｈであり、回復率は９７％であった。
"Filtration test after cleaning"
After stopping the washing test (stopping the supply of pressurized air), the filtration test was performed in the same manner as described above. And when the filtration flux 30 seconds after starting filtration was measured, it was 9.9 m / h and the recovery rate was 97%.
（実施例３）
「フィルター」
ステンレス製の綾畳織の金網（目開き３４μｍ、線径３０μｍ）を用意した。これにニッケルめっきを行って、ニッケルからなる下地層で被覆した。
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、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の全面を被覆するめっき層を形成し、実施例３のフィルターを得た。
(Example 3)
"filter"
A stainless twill woven wire mesh (mesh size 34 μm, wire diameter 30 μm) was prepared. This was plated with nickel and covered with an underlayer made of nickel.
Thereafter, 2-butyne-1,4-diol was added as an additive to the plating bath on which the underlayer was formed, and nickel plating was performed. As a result, a plating layer covering the entire surface of the wire covered with the base layer was formed, and the filter of Example 3 was obtained.
実施例３のフィルターの表面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、表面に微細構造物が形成されているか否かを確認した。その結果、表面に複数の多面体構造物が形成されていた。
次に、実施例３のフィルターについて、貫通孔の平均孔径、平均最大外形寸法を、それぞれ上述した方法により調べた。
その結果、貫通孔の平均孔径は１０μｍであり、平均最大外形寸法は４μｍであった。
The surface of the filter of Example 3 was observed with a scanning electron microscope (SEM), and it was confirmed whether or not a fine structure was formed on the surface. As a result, a plurality of polyhedral structures were formed on the surface.
Next, for the filter of Example 3, the average hole diameter and the average maximum outer dimension of the through holes were examined by the methods described above.
As a result, the average hole diameter of the through holes was 10 μm, and the average maximum outer dimension was 4 μm.
「処理システム」
実施例３のフィルターを、図１に示す処理システムを模擬した処理槽に設置した。処理システムは内圧型デッドエンド方式のものである。
「濾過試験」実施例１と同様に実施。
その結果、処理液濁度は０．８３ＮＴＵであり、濾過流束は３０ｍ／ｈであった。また、濾過試験を行うことにより得られた処理液は透明であった。
「逆洗試験」実施例１と同様に実施。
その結果、逆洗に要した時間は５秒であった。
「洗浄試験」実施例１と同様に実施。
その結果、洗浄試験を行った後のフィルターの表面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した。その結果、フィルターの表面のケークはきれいに剥離していた。
「洗浄後の濾過試験」
洗浄試験を停止（加圧空気の供給を停止）した後、前記と同様に濾過試験を行った。そして、濾過を開始してから３０秒後の濾過流束を測定したところ、３０ｍ／ｈであり、回復率は１００％であった。
"Processing system"
The filter of Example 3 was installed in a treatment tank simulating the treatment system shown in FIG. The processing system is of an internal pressure type dead end system.
“Filtration test” conducted in the same manner as in Example 1.
As a result, the treatment liquid turbidity was 0.83 NTU, and the filtration flux was 30 m / h. Moreover, the processing liquid obtained by performing the filtration test was transparent.
“Backwash test” conducted in the same manner as in Example 1.
As a result, the time required for backwashing was 5 seconds.
“Cleaning test” conducted in the same manner as in Example 1.
As a result, the surface of the filter after the cleaning test was observed with a scanning electron microscope (SEM). As a result, the cake on the surface of the filter peeled cleanly.
"Filtration test after cleaning"
After stopping the washing test (stopping the supply of pressurized air), the filtration test was performed in the same manner as described above. And when the filtration flux 30 seconds after starting filtration was measured, it was 30 m / h and the recovery rate was 100%.
（実施例４）
「フィルター」実施例３と同様のものを使用。
「処理システム」図２２に示した処理システムを使用、但し、但し検出手段は圧力計とした。
「濾過試験」実施例３と同様に実施。
その結果、処理液濁度は０．８３ＮＴＵであり、濾過流束は３０ｍ／ｈであった。また、濾過試験を行うことにより得られた処理液は透明であった。
「洗浄後の濾過試験」
洗浄試験を停止（加圧空気の供給を停止）した後、前記と同様に濾過試験を行った。そして、濾過を開始してから３０秒後の濾過流束を測定したところ、２８．８ｍ／ｈであり、回復率は９６％であった。
Example 4
“Filter” Same as Example 3 used.
"Processing system" The processing system shown in Fig. 22 was used, provided that the detection means was a pressure gauge.
“Filtration test” conducted in the same manner as in Example 3.
As a result, the treatment liquid turbidity was 0.83 NTU, and the filtration flux was 30 m / h. Moreover, the processing liquid obtained by performing the filtration test was transparent.
"Filtration test after cleaning"
After stopping the washing test (stopping the supply of pressurized air), the filtration test was performed in the same manner as described above. And when the filtration flux 30 seconds after starting filtration was measured, it was 28.8 m / h and the recovery rate was 96%.
（実施例５）
「フィルター」実施例１と同様のものを使用。
「処理システム」図１に示した処理システムを使用。但し、フィルターは外圧式とし、処理槽に供給された被処理液をフィルターで全量濾過する外圧型デッドエンド方式とした。
「濾過試験」実施例１と同様に実施。
その結果、処理液濁度は１．１７ＮＴＵであり、濾過流束は１０．２ｍ／ｈであった。また、濾過試験を行うことにより得られた処理液は透明であった。
(Example 5)
“Filter” Same as in Example 1.
“Processing system” The processing system shown in FIG. 1 is used. However, the filter was an external pressure type, and an external pressure type dead end system in which the liquid to be treated supplied to the treatment tank was filtered through the filter.
“Filtration test” conducted in the same manner as in Example 1.
As a result, the treatment liquid turbidity was 1.17 NTU and the filtration flux was 10.2 m / h. Moreover, the processing liquid obtained by performing the filtration test was transparent.
「逆洗試験」コンプレッサによって供給される加圧空気の圧力が０．２ＭＰａであること以外は、実施例１と同様に実施。
その結果、逆洗に要した時間は５秒であった。
「洗浄後の濾過試験」
洗浄試験を停止（加圧空気の供給を停止）した後、前記と同様に濾過試験を行った。そして、濾過を開始してから３０秒後の濾過流束を測定したところ、９．３ｍ／ｈであり、回復率は９１％であった。
“Backwash test” Same as Example 1 except that the pressure of the pressurized air supplied by the compressor is 0.2 MPa.
As a result, the time required for backwashing was 5 seconds.
"Filtration test after cleaning"
After stopping the washing test (stopping the supply of pressurized air), the filtration test was performed in the same manner as described above. And when the filtration flux 30 seconds after starting filtration was measured, it was 9.3 m / h and the recovery rate was 91%.
（比較例１）
「フィルター」実施例１と同様のものを使用。
「処理システム」図２２と同様の処理システムを使用。ただし、コンプレッサ１０９に代わりポンプを配置し、このポンプは処理液槽１０３に接続されているものとする。
「濾過試験」実施例１と同様に実施。
その結果、処理液濁度は１．１７ＮＴＵであり、濾過流束は１０．２ｍ／ｈであった。また、濾過試験を行うことにより得られた処理液は透明であった。
(Comparative Example 1)
“Filter” Same as in Example 1.
“Processing system” A processing system similar to FIG. 22 is used. However, it is assumed that a pump is disposed in place of the compressor 109 and this pump is connected to the processing liquid tank 103.
“Filtration test” conducted in the same manner as in Example 1.
As a result, the treatment liquid turbidity was 1.17 NTU and the filtration flux was 10.2 m / h. Moreover, the processing liquid obtained by performing the filtration test was transparent.
「逆洗試験」
処理槽への被処理液の供給を開始してから１０分間、上述した濾過試験と同様にして処理工程を行った後、バルブＶ６とバルブＶ４およびバルブＶ５を開き、コンプレッサ１０９の代わりに配置したポンプを起動して、処理液を処理槽の二次側に圧送する水逆洗を３０秒間行った。そのときの洗浄圧力は０．４ＭＰａであった。
「洗浄後の濾過試験」
洗浄試験を停止（ポンプを停止）した後、前記と同様に濾過試験を行った。そして、濾過を開始してから３０秒後の濾過流束を測定したところ、８．６ｍ／ｈであり、回復率は８４％であった。
"Backwash test"
After starting the supply of the liquid to be processed to the processing tank, the processing steps were performed in the same manner as the filtration test described above for 10 minutes, and then the valves V6, V4, and V5 were opened and arranged instead of the compressor 109. The pump was started and water backwashing was performed for 30 seconds to pump the treatment liquid to the secondary side of the treatment tank. The washing pressure at that time was 0.4 MPa.
"Filtration test after cleaning"
After stopping the cleaning test (stopping the pump), the filtration test was performed in the same manner as described above. And when the filtration flux 30 seconds after starting filtration was measured, it was 8.6 m / h and the recovery rate was 84%.
以上説明した各実施例、比較例の実験結果をまとめて表１に示す。 Table 1 summarizes the experimental results of the examples and comparative examples described above.
１１…フィルター、１００…処理システム、１０１…被処理液槽、１０２…処理槽、１０３…処理液槽、１０４…洗浄排水槽、１０５…コンプレッサ（加圧手段）、１０６，１０７…ポンプ、１０９…圧力計（検出手段）、１１５…制御部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Filter, 100 ... Processing system, 101 ... Processing tank, 102 ... Processing tank, 103 ... Processing liquid tank, 104 ... Cleaning drainage tank, 105 ... Compressor (pressurization means), 106, 107 ... Pump, 109 ... Pressure gauge (detection means), 115... Control unit.
Claims (10)
前記フィルターの前記二次面側に臨む第二空間を加圧可能な加圧手段と、
前記フィルターの透過性能の評価指標を検出し、検出信号を出力する検出手段と、
前記検出信号に基づいて、前記フィルターの洗浄動作を制御する制御部と、を備え、
前記フィルターは、複数の貫通孔と、少なくとも前記一次面側の表面に形成され、前記貫通孔の平均孔径よりも最大外形寸法の小さい複数の微細構造物とを有し、
前記制御部は、前記フィルターの洗浄動作を行う際には、前記加圧手段を動作させて前記第二空間を加圧し、前記第二空間に残留する前記処理液の残部および前記フィルターの前記一次面側に臨む第一空間に残留する前記被処理液の残部を前記第二排出部から排出させる動作を実行する制御プログラムを有する処理システム。 A supply unit to which the liquid to be treated is supplied, a filter that allows the liquid to be treated to permeate from the primary surface side to the secondary surface side and filters the solid content in the liquid to be treated, and a treatment liquid that has passed through the filter. A treatment tank having a first discharge part for discharging, and a second discharge part for discharging a part of the liquid to be processed from the supply part;
Pressurizing means capable of pressurizing the second space facing the secondary surface side of the filter;
Detecting means for detecting an evaluation index of the transmission performance of the filter and outputting a detection signal;
A control unit for controlling the cleaning operation of the filter based on the detection signal,
The filter has a plurality of through holes and a plurality of microstructures formed on at least the surface of the primary surface and having a maximum outer dimension smaller than the average hole diameter of the through holes,
When performing the cleaning operation of the filter, the control unit operates the pressurizing unit to pressurize the second space, and the remaining portion of the processing liquid remaining in the second space and the primary of the filter The processing system which has a control program which performs the operation | movement which discharges | emits the remainder of the said to-be-processed liquid which remains in the 1st space which faces a surface side from said 2nd discharge part.
前記フィルターは、複数の貫通孔と、少なくとも前記一次面側の表面に形成され、前記貫通孔の平均孔径よりも最大外形寸法の小さい複数の微細構造物とを有する処理システムを用いた処理方法であって、
前記検出信号に基づいて、前記フィルターの洗浄動作の要否を判断する判断工程と、
前記判断工程おいて洗浄動作が必要と判断された際に、前記加圧手段を動作させて前記第二空間を加圧し、前記第二空間に残留する前記処理液の残部および前記フィルターの前記一次面側に臨む第一空間に残留する前記被処理液の残部によって、前記フィルターの前記一次面側に堆積した前記固形分を洗い流して前記第二排出部から排出させる逆洗工程を有する処理方法。 A supply unit to which the liquid to be treated is supplied, a filter that allows the liquid to be treated to permeate from the primary surface side to the secondary surface side and filters the solid content in the liquid to be treated, and a treatment liquid that has passed through the filter. A treatment tank having a first discharge part to be discharged and a second discharge part to discharge a part of the liquid to be processed from the supply part, and a second space facing the secondary surface side of the filter can be pressurized. A pressurizing unit, a detecting unit that detects the permeability of the filter and outputs a detection signal, and a control unit that determines the necessity of the cleaning operation of the filter based on the detection signal,
The filter is a processing method using a processing system having a plurality of through holes and a plurality of fine structures formed on at least the surface on the primary surface side and having a maximum outer dimension smaller than an average hole diameter of the through holes. There,
A determination step of determining whether the filter needs to be cleaned based on the detection signal;
When it is determined in the determination step that a cleaning operation is necessary, the pressurizing unit is operated to pressurize the second space, and the remaining portion of the processing liquid remaining in the second space and the primary of the filter A treatment method comprising a backwashing step in which the solid content deposited on the primary surface side of the filter is washed away by the remaining portion of the liquid to be treated remaining in the first space facing the surface side and discharged from the second discharge portion.
前記処理液または前記被処理液からなる洗浄液を前記第一空間に供給し、前記コンプレッサによって前記洗浄液に気泡を発生させ、前記フィルターに堆積した前記固形分を排出させる気泡洗浄工程を有する請求項９に記載の処理方法。 The pressurizing means comprises a compressor for sending pressurized air into the first space and the second space,
10. A bubble cleaning step of supplying a cleaning liquid comprising the processing liquid or the liquid to be processed to the first space, generating bubbles in the cleaning liquid by the compressor, and discharging the solid content deposited on the filter. The processing method as described in.
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