JP2021094674A - 廃液処理装置及び加工水再生システム - Google Patents
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Abstract
【課題】廃液処理装置において、フィルタ交換等の作業者の負担を低減させ、また、加工屑を沈殿させる沈殿槽を小型化する。【解決手段】加工水を供給しつつ被加工物を加工する装置Aから排出される加工屑を含む加工廃液を受け入れ、加工屑を沈殿させ加工廃液から除去するために用いられ、加工廃液を溜める沈殿槽91と、沈殿槽91に加工廃液を入れる入口910と、沈殿槽91内に入れられる加工廃液を酸性にすることにより加工廃液が中性であったときに発生していた加工屑同士の反発しあう力を小さくさせ、加工屑の沈殿を早めさせる酸性手段99と、沈殿槽91内で加工廃液中の加工屑を沈殿させて取得できる上澄み水を排水させる出口919と、を備える廃液処理装置9。【選択図】図2
Description
本発明は、加工廃液から加工屑を除去する廃液処理装置及び加工水を再生する加工水再生システムに関する。
例えば、特許文献1に開示されている加工水循環装置においては、加工水を供給しながら被加工物を砥石で加工したことにより加工装置から排出される加工屑を含む加工廃液から、加工屑を沈殿させ取り除いて加工装置に循環させる加工水を再生している。しかし、大きさが0.5μmから5μmという小さい加工屑は、沈殿槽内で沈殿させるのに時間がかかるために、容量の大きな沈殿槽が必要になるという問題がある。そのため、例えば、特許文献2に開示されているような加工廃液処理装置においては、フィルタで加工廃液に含まれる加工屑をろ過して除去する構成として装置を小型化させている。
しかし、特許文献2に開示されているような加工廃液処理装置では、定期的にフィルタの交換が必要となる。そのため、加工装置から排出される加工廃液に含まれる加工屑が多い場合には、フィルタの交換頻度が多くなり作業者の負担になっている。
したがって、加工廃液から加工屑を除去する廃液処理装置、及び廃液処理装置が組み込まれ加工水を再生する加工水再生システムにおいては、廃液処理装置におけるフィルタ交換等の作業者の負担を低減させ、また、廃液処理装置の沈殿槽を小型化させるという課題がある。
したがって、加工廃液から加工屑を除去する廃液処理装置、及び廃液処理装置が組み込まれ加工水を再生する加工水再生システムにおいては、廃液処理装置におけるフィルタ交換等の作業者の負担を低減させ、また、廃液処理装置の沈殿槽を小型化させるという課題がある。
上記課題を解決するための本発明は、被加工物に加工水を供給して被加工物を加工する加工装置から排出される加工屑を含む加工廃液を受け入れ、該加工屑を沈殿させ、該加工廃液から該加工屑を除去する廃液処理装置であって、該加工屑を含む該加工廃液を溜める沈殿槽と、該沈殿槽に該加工廃液を入れる入口と、該入口から該沈殿槽内に入れられる該加工廃液を酸性にすることによって該加工廃液が中性であったときに発生していた該加工屑同士の反発しあう力を小さくさせ、該加工屑の沈殿を早めさせる酸性手段と、該沈殿槽内で該加工廃液中の該加工屑を沈殿させたことにより取得される上澄み水を排水させる出口と、を備え、該加工廃液を酸性にしたことにより該加工屑の沈殿を早めることを特徴とする、廃液処理装置である。
本発明に係る廃液処理装置において、前記酸性手段は、前記加工廃液に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給部を備えると好ましい。
本発明に係る廃液処理装置において、前記加工廃液のpH値を測定するpH測定器と、前記加工屑の材質を設定する材質設定部と、該材質に対してゼータ電位が0VとなるpH値を示した対応表と、該pH測定器によって測定されたpH値が該対応表から選択した該材質に対してゼータ電位が0VとなるpH値になるように前記酸性手段を制御する制御部と、を備えると好ましい。
また、上記課題を解決するための本発明は、前記廃液処理装置と、該廃液処理装置から排出される加工屑を除いた上澄み水から有機物イオン及び無機物イオンを除去して加工水を再生する加工水再生装置と、を備える加工水再生システムであって、該加工水再生装置は、該上澄み水に紫外線を照射する紫外線照射手段と、該上澄み水に含まれる該有機物イオン及び該無機物イオンを除去するイオン交換樹脂と、を備え、該廃液処理装置の前記酸性手段で加工廃液を酸性にして該加工屑を沈殿させ除去した酸性の該上澄み水を該加工水再生装置の該イオン交換樹脂に通水させることで、該上澄み水を中性にして加工水を再生する加工水再生システムである。
従来は、加工廃液に含まれる加工屑(SiO2屑、SiC屑、又は樹脂屑等)は、マイナスに帯電されている。そのため、加工屑同士は、互いに反発し合い沈殿槽内を浮遊することとなるので沈殿しにくいという問題があった。
そこで、被加工物に加工水を供給して被加工物を加工する加工装置から排出される加工屑を含む加工廃液を受け入れ、加工屑を沈殿させ、加工廃液から加工屑を除去する本発明に係る廃液処理装置は、加工屑を含む加工廃液を溜める沈殿槽と、沈殿槽に加工廃液を入れる入口と、入口から沈殿槽内に入れられる加工廃液を酸性にすることによって加工廃液が中性であったときに発生していた加工屑同士の反発しあう力を小さくさせ、加工屑の沈殿を早めさせる酸性手段と、沈殿槽内で加工廃液中の加工屑を沈殿させたことにより取得される上澄み水を排水させる出口と、を備えることで、加工廃液を酸性にして加工屑の沈殿を早めることが可能となり、廃液処理におけるフィルタ交換等の作業者の負担が低減され、また、廃液処理装置の沈殿槽を小型化させることが可能となる。
そこで、被加工物に加工水を供給して被加工物を加工する加工装置から排出される加工屑を含む加工廃液を受け入れ、加工屑を沈殿させ、加工廃液から加工屑を除去する本発明に係る廃液処理装置は、加工屑を含む加工廃液を溜める沈殿槽と、沈殿槽に加工廃液を入れる入口と、入口から沈殿槽内に入れられる加工廃液を酸性にすることによって加工廃液が中性であったときに発生していた加工屑同士の反発しあう力を小さくさせ、加工屑の沈殿を早めさせる酸性手段と、沈殿槽内で加工廃液中の加工屑を沈殿させたことにより取得される上澄み水を排水させる出口と、を備えることで、加工廃液を酸性にして加工屑の沈殿を早めることが可能となり、廃液処理におけるフィルタ交換等の作業者の負担が低減され、また、廃液処理装置の沈殿槽を小型化させることが可能となる。
本発明に係る廃液処理装置において、酸性手段は、加工廃液に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給部を備えることで、加工廃液を中性から酸性に容易に変化させることが可能となる。
本発明に係る廃液処理装置において、前記加工廃液のpH値を測定するpH測定器と、前記加工屑の材質を設定する材質設定部と、該材質に対してゼータ電位が0VとなるpH値を示した対応表と、該pH測定器によって測定されたpH値が該対応表から選択した該材質に対してゼータ電位が0VとなるpH値になるように前記酸性手段を制御する制御部と、を備えることで、加工廃液をpH調整しつつ酸性にしてゼータ電位を0Vにすることで、粒子状の加工屑同士の反発力が無くなるようにしている。そのため加工屑同士は、例えば、沈殿槽内の水流によって接近し凝集しやすくなる。即ち、粒子状の加工屑同士が数nm以下に近づくと、DLVO理論(デリャーギン・ランダウ・フェルウェー・オーバービーク理論)に基づくファンデルワールス力の引力によって凝集される。よって、加工屑が大きくなり沈殿しやすくなる。このように、加工屑を早く沈殿させられるので、廃液処理装置の沈殿槽の小型化、及び加工廃液の処理速度の向上を可能とする。
廃液処理装置と、廃液処理装置から排出される加工屑を除いた上澄み水から有機物イオン及び無機物イオンを除去して加工水を再生する加工水再生装置と、を備える加工水再生システムは、加工水再生装置は、上澄み水に紫外線を照射する紫外線照射手段と、上澄み水に含まれる有機物イオン及び無機物イオンを除去するイオン交換樹脂と、を備え、廃液処理装置の酸性手段で加工廃液を酸性にして加工屑を沈殿させ除去した酸性の上澄み水を加工水再生装置のイオン交換樹脂に通水させることで、上澄み水を中性にして加工水を再生させて、加工装置に循環させることが可能となる。
図1に示す加工装置Aは、半導体デバイスの製造過程で用いられ、加工水(例えば、純水)を供給しつつ、回転する研削砥石でチャックテーブルに保持された被加工物(例えば、シリコンウェーハやシリコンインゴット等)を研削して薄化する研削装置、又は加工水を供給しつつチャックテーブルに保持されたシリコンウェーハ等の被加工物に対して回転する切削ブレードを切込ませて被加工物をカットする切削装置等である。
加工装置Aには、加工装置Aから排出される加工屑B(例えば、SiO2屑、PSL(ポリスチレンラテックス)屑、又はSiC屑等であり、図2参照)を含む加工廃液Lを受け入れ、加工屑Bを沈殿させ、加工廃液Lから加工屑Bを除去する本発明に係る廃液処理装置9が、金属配管や可撓性を有するチューブ等からなる加工廃液流入管90を介して接続されている。また、廃液処理装置9は、本発明に係る加工水再生システム1に組み込まれている。本実施形態においては、加工屑Bの材質はSiCであるとする。
また、本実施形態においては、加工廃液流入管90を通る加工廃液Lは、加工屑Bの沈殿を早めさせる酸性手段99によって、中性から酸性にされた後に廃液処理装置9の沈殿槽91に導入される。
また、本実施形態においては、加工廃液流入管90を通る加工廃液Lは、加工屑Bの沈殿を早めさせる酸性手段99によって、中性から酸性にされた後に廃液処理装置9の沈殿槽91に導入される。
廃液処理装置9は、加工屑Bを含む加工廃液Lを溜める沈殿槽91と、沈殿槽91に加工廃液Lを入れる入口910と、入口910から沈殿槽91内に入れられる加工廃液Lを酸性にすることによって加工廃液Lが中性であったときに発生していた加工屑B同士の反発しあう力を小さくさせ、加工屑Bの沈殿を早めさせる酸性手段99と、沈殿槽91内で加工廃液L中の加工屑Bを沈殿させたことにより取得される上澄み水L1を排水させる出口919と、を備えている。
本実施形態における沈殿槽91は、図示の例では上側が開口した略直方体形状の容器であり、平面視略矩形の底板913と、底板913の外周から一体的に+Z方向に立ち上がる4枚の側壁とからなる。図1、2でX軸方向において対向する2枚の側壁を側壁914として、Y軸方向において対向する2枚の側壁を側壁915とする。
また、沈殿槽91の上部には、加工廃液Lが溢れることを防止する図示しないオーバーフロー管が設けられている。オーバーフロー管は、図示しないタンクに連通しており、沈殿槽91から溢れようとした加工廃液Lを該タンクに導く。なお、沈殿槽91は、取り外し可能な蓋を備えていてもよい。
また、沈殿槽91の上部には、加工廃液Lが溢れることを防止する図示しないオーバーフロー管が設けられている。オーバーフロー管は、図示しないタンクに連通しており、沈殿槽91から溢れようとした加工廃液Lを該タンクに導く。なお、沈殿槽91は、取り外し可能な蓋を備えていてもよい。
図1、2に示す例においては、入口910は、+X方向側の側壁914に貫通形成されており、出口919は、−X方向側の側壁914に貫通形成されている。
沈殿槽91の内部には、X軸方向に並ぶ複数の隔壁916が底板913から垂直に立設している。各隔壁916は、入口910から出口919に向かうX軸方向に対して水平方向に交差しており、隔壁916によって、沈殿槽91内には上側から見てジグザグの流路が形成されている。隔壁916の上端は、側壁914の上端よりも低く設定されており、加工屑Bが除去された上澄み水L1が隔壁916上を乗り越え、沈殿槽91から漏れることが無いようになっている。また、これによってジグザグの流路が、沈殿槽91の上部に形成されないことで、沈殿槽91に入ってきた浮く加工屑Bを出口919から排出させないようになっている。例えば、複数枚の隔壁916は、+X方向側から−X方向側に向かって順に高くなるように設定されているが、これに限定されるものではない。
本実施形態において、酸性手段99は、図2に示すように、加工廃液Lに二酸化炭素ガスを供給する二酸化炭素供給部990を備えている。
例えば、二酸化炭素ガスを蓄えている二酸化炭素供給部990は、加工廃液流入管90の途中に、三方管900等を介して連通している。二酸化炭素供給部990から送出された二酸化炭素ガスは、加工廃液流入管90内を廃液処理装置9に向かって流れる加工廃液Lに供給される。なお、二酸化炭素供給部990は、沈殿槽91内で加工廃液Lに対して二酸化炭素ガスを供給するものとしてもよい。
例えば、二酸化炭素ガスを蓄えている二酸化炭素供給部990は、加工廃液流入管90の途中に、三方管900等を介して連通している。二酸化炭素供給部990から送出された二酸化炭素ガスは、加工廃液流入管90内を廃液処理装置9に向かって流れる加工廃液Lに供給される。なお、二酸化炭素供給部990は、沈殿槽91内で加工廃液Lに対して二酸化炭素ガスを供給するものとしてもよい。
例えば、図2に示すように、二酸化炭素供給部990は、調整弁991によって、単位量当たりの加工廃液Lに対する二酸化炭素ガスの供給量を調整できる。調整弁991は、例えば、比例制御電磁弁であり、後述する制御部98が調整弁991に流す電流量を変化させることで、二酸化炭素供給部990が加工廃液Lに供給する二酸化炭素ガスの供給量を0%〜100%の間で自由に流量調整可能である。なお、調整弁991は、例えば可変オリフィス弁、又はバタフライバルブ等の流量調整弁であってもよい。
図2に示すように、本実施形態における廃液処理装置9は、加工廃液LのpH値を測定するpH測定器95と、加工屑Bの材質を設定する材質設定部96と、材質に対してゼータ電位が0VとなるpH値を示した対応表97と、pH測定器95によって測定されたpH値が対応表97から選択した材質に対してゼータ電位が0VとなるpH値になるように酸性手段99を制御する制御部98と、を備える。なお、ゼータ電位とは、粒子状の加工屑Bから十分に離れて電気的に中性である領域の電位を0Vと定義し、このゼロ点を基準として測定した場合の滑り面の電位で定義される。
pH測定器95は、図2に示す例においては、廃液処理装置9の沈殿槽91内の加工廃液LのpH値を測定するものとなっているが、三方管900よりも下流側の加工廃液流入管90内を流れる二酸化炭素ガスが混入された加工廃液LのpH値を測定可能となっていてもよい。
制御部98は、制御プログラムに従って演算処理を行うCPU及びメモリ等の記憶素子等から構成されており、図示しない有線又は無線の通信経路を介して、pH測定器95及び調整弁991等に電気的に接続されている。
本実施形態においては、材質設定部96及び対応表97は、制御部98に組み込まれている。材質設定部96は、制御部98の記憶素子の一領域に設定されている。また、対応表97は、例えば、制御部98の記憶素子の一領域に記憶されているデータである。図3に詳しく示す対応表97は、図4に示す加工屑であるPSL(ポリスチレンラテックス)粒子表面、SiO2表面、及びSiC表面のゼータ電位のpH値依存性を示す過去の実験結果から得ることができたグラフからゼータ電位が0VとなるpH値を抽出したものである。
以下に、廃液処理装置9を用いて、被加工物に加工水を供給して被加工物を加工する加工装置Aから排出される加工屑Bを含む加工廃液Lを受け入れ、加工屑Bを沈殿させ、加工廃液Lから加工屑Bを除去する場合について説明する。
まず、図1、2に示す加工装置Aから排出される加工屑B、並びに有機物及び無機物を含んだ加工廃液Lは、加工廃液流入管90を通り廃液処理装置9の沈殿槽91内へ入口910から流れ込み、沈殿槽91に溜められていくとともに、沈殿槽91内を隔壁916によって形成されるジグザグの流路を流れていく。本実施形態においては、例えば、加工屑Bは、SiC屑であるとする。
図2に示すように、沈殿槽91内で、加工廃液Lに含まれている加工屑Bが、徐々に沈殿していく。加工屑Bの沈殿量は、図2に示すように、+X方向側に位置する入口910側が最も多くなり、−X方向側に位置する出口919側が最も少なくなる。そして、沈殿槽91内で加工廃液L中の加工屑Bを沈殿させたことにより取得される上澄み水L1が出口919から排水される。
本発明に係る廃液処理装置9においては、上記加工屑Bの沈殿を早めるために、例えば、作業者が、廃液処理装置9に付属する図示しない入力手段(タッチパネルやキーボード等)から、加工装置Aから排出されてくる加工廃液Lに含まれる加工屑Bの材質(本実施形態においては、SiC)を入力することで、該材質が材質設定部96に設定(記憶)される。なお、例えば、加工装置Aから、廃液処理装置9の制御部98に対して加工屑Bの材質についての情報が送信されて、該材質が材質設定部96に設定(記憶)されるものとしてもよい。
また、図2に示す制御部98による制御の下で、調整弁991に電流が流され、調整弁991が開かれる。そして、二酸化炭素供給部990から圧縮された二酸化炭素ガスが送出されて、加工廃液流入管90内で加工廃液Lに溶け込む。これによって、加工廃液流入管90内を沈殿槽91に向かって流れる中性の加工廃液Lが酸性になる。
また、本実施形態においては、pH測定器95によって、沈殿槽91内の加工廃液LのpH値が測定されて、測定されたpH値についての情報が制御部98に送信される。制御部98は、予め記憶している図3に示す対応表97から加工屑Bの材質(SiC)に対してゼータ電位が0VとなるpH値=4.2を選択する。そして、制御部98が、調整弁991に流す電流の値を調整して、調整弁991の開度を調整することによって二酸化炭素供給部990が加工廃液Lに供給する二酸化炭素ガスの供給量を所望の供給量に設定する。これによって、例えば、沈殿槽91内の加工廃液LのpH値が下降して、pH値=4.2になる。
そして、ゼータ電位が0Vに近づくことで、加工屑B同士の反発力が無くなるようになり、加工屑B同士は、例えば、沈殿槽91内の水流によって接近し凝集しやすくなる。即ち、粒子状の加工屑B同士が数nm以下に近づくと、DLVO理論に基づくファンデルワールス力の引力によって凝集される。よって、加工屑Bが大きくなり沈殿しやすくなる。このように、加工屑Bを早く沈殿させられるので、廃液処理装置9の沈殿槽91の小型化、及び加工廃液Lの処理速度の向上、即ち、廃液処理装置9への加工廃液Lの流入量を従来よりも増加させることを可能とする。
本実施形態においては、酸性手段99は、加工廃液Lに二酸化炭素ガスを供給する二酸化炭素供給部990を備えることで、加工廃液Lを中性から酸性に容易に変化させることが可能となるが、酸性手段99は、本実施形態に限定されるものではない。例えば、酸性手段99は、沈殿槽91又は加工廃液流入管90に酢酸、又はクエン酸を供給する構成となっていてもよい。
本発明に係る図1に示す加工水再生システム1は、先に説明した廃液処理装置9と、廃液処理装置9から排出される加工屑B(図2参照)を除いた上澄み水L1から有機物イオン及び無機物イオンを除去して加工水L5を再生する加工水再生装置6と、を備える。
本実施形態における加工水再生システム1において、図1に示す廃液処理装置9に接続された上澄み水汲み上げポンプ22が、自身が生み出す負圧によって、廃液処理装置9の出口919から排出された上澄み水L1を汲み上げて、一端が接続されたフィルタユニット導入管24に対して送出する。
フィルタユニット導入管24のもう一端側は、例えば、フィルタユニット3に連通している。また、例えば、フィルタユニット導入管24内には、圧力計249が配設されており、圧力計249によって、上澄み水汲み上げポンプ22が送出する上澄み水L1の量がフィルタユニット3の処理能力を超える量となっていないかを監視可能となっている。
なお、加工水再生システム1は、フィルタユニット3を備えていなくてもよく、廃液処理装置9から排出され上澄み水汲み上げポンプ22により汲み上げられた上澄み水L1が、そのまま図1に示す清水タンク40に導入されてもよい。
フィルタユニット導入管24のもう一端側は、例えば、フィルタユニット3に連通している。また、例えば、フィルタユニット導入管24内には、圧力計249が配設されており、圧力計249によって、上澄み水汲み上げポンプ22が送出する上澄み水L1の量がフィルタユニット3の処理能力を超える量となっていないかを監視可能となっている。
なお、加工水再生システム1は、フィルタユニット3を備えていなくてもよく、廃液処理装置9から排出され上澄み水汲み上げポンプ22により汲み上げられた上澄み水L1が、そのまま図1に示す清水タンク40に導入されてもよい。
本実施形態において、上澄み水汲み上げポンプ22で汲み上げられた上澄み水L1に残留し得る例えば微細な加工屑をさらに除去しよりクリアな上澄み水(以下、清水L2とする。)を精製するフィルタユニット3は、例えば、株式会社ディスコ製の製品名CCフィルタで構成されるユニットである。フィルタユニット3は、例えば、第1のフィルタ31と第2のフィルタ32とを備えており、フィルタユニット導入管24を流れる上澄み水L1は、第1のフィルタ31又は第2のフィルタ32に導入される。
筒状の第1のフィルタ31(第2のフィルタ32)は、例えば、側面に複数の図示しない開口を備えた筒体311(筒体321)と、筒体311(筒体321)の上面中央に形成され加工廃液を投入する投入口312(投入口322)と、筒体311(筒体321)内に配設された図示しない筒状の濾紙とを備えている。第1のフィルタ31(第2のフィルタ32)においては、投入口312(投入口322)から筒状の濾紙内に入った上澄み水L1が、筒状の濾紙で微細な加工屑Bがさらに濾過された後、筒体311(筒体321)の側面の複数の開口から外に清水L2として排出される。
このように構成された第1のフィルタ31と第2のフィルタ32とは、桶状のトレイ34上に並んで配設されている。トレイ34上には、第1のフィルタ31又は第2のフィルタ32により清水L2が排出される。トレイ34上の桶内には、配管340の上流側が連通しており、配管340の下流側は清水タンク40に連通している。
フィルタユニット導入管24のもう一端側は分岐しており、第1のフィルタ31の投入口312にはフィルタユニット導入管24が分岐してなる第1のフィルタユニット導入管241が連通しており、第2のフィルタ32の投入口322にはフィルタユニット導入管24が分岐してなる第2のフィルタユニット導入管242が連通している。
第1のフィルタユニット導入管241内には第1のソレノイドバルブ241aが、また、第2のフィルタユニット導入管242内には第2のソレノイドバルブ242aが配設されている。第1のソレノイドバルブ241a(第2のソレノイドバルブ242a)は、第1のフィルタユニット導入管241(第2のフィルタユニット導入管242)が第1のフィルタ31(第2のフィルタ32)に連通する状態と連通しない状態とを切り換える。
例えば、第1のフィルタ31のみによる上澄み水L1の処理を実施し続けると、第1のフィルタ31の図示しない濾紙の内側には加工屑Bが堆積し、上澄み水L1が図示しない濾紙を通過し難くなり、フィルタ機能が失われる。その結果、フィルタユニット導入管24内の圧力が高くなり許容値を超えたことを、圧力計249が測定する。そして、第1のソレノイドバルブ241aを閉状態にする制御が行われ、第1のフィルタユニット導入管241と第1のフィルタ31との連通が遮断される。さらに、第2のソレノイドバルブ242aを開状態にする制御が行われ、第2のフィルタユニット導入管242と第2のフィルタ32とが連通する。また、圧力計249がフィルタユニット導入管24内の圧力が高くなり許容値を超えたことを測定すると、図示しない警報手段が、第1のフィルタ31の交換の必要が生じていることを発報・画面表示して作業者に知らしめる。
その結果、上澄み水汲み上げポンプ22により送出された上澄み水L1は、第2のフィルタ32に流入して、第2のフィルタ32によって第1のフィルタ31と同様に処理される。また、第1のフィルタ31は、濾紙等の交換が可能な状態になっているため、作業者が第1のフィルタ31の濾紙交換を行うことができる。即ち、加工水再生システム1においては、第1のフィルタ31を交換する際においても、第2のフィルタ32により上澄み水L1の処理が行えるため、装置を停止させる必要が無い。
図1に示す加工水再生装置6は、加工屑Bがフィルタユニット3によりさらに高度に除去された上澄み水(本実施形態においては清水L2)に紫外線を照射する紫外線照射手段60と、清水L2に含まれる有機物イオン及び無機物イオンを除去するイオン交換樹脂630と、を備えている。
トレイ34から配管340を介して流下して清水タンク40に一時的に貯留された清水L2は、図1に示す清水ポンプ42によって汲み上げられて、清水ポンプ42に一端が接続された紫外線照射ユニット導入管422を通り、紫外線照射手段60に送られる。
紫外線照射手段60は、例えば、図1に示す支持台14上に着脱可能に配設されている。該支持台14上には仕切り板140が立設しており、支持台14上における仕切り板140の後側(+Y方向側)に紫外線照射手段60は位置している。また、支持台14における仕切り板140の後側(+Y方向側)には、紫外線照射手段60の隣に精密フィルタ17が着脱可能に配設されている。
紫外線照射手段60は、例えば、図1に示す支持台14上に着脱可能に配設されている。該支持台14上には仕切り板140が立設しており、支持台14上における仕切り板140の後側(+Y方向側)に紫外線照射手段60は位置している。また、支持台14における仕切り板140の後側(+Y方向側)には、紫外線照射手段60の隣に精密フィルタ17が着脱可能に配設されている。
紫外線照射手段60は、例えば、その内部を通る清水L2に対して、図示しない紫外線ランプから、所定波長の紫外線を照射して、清水L2中の有機物及び無機物を分解(イオン化)する。
本実施形態においては、イオン交換樹脂630は、例えば、第1イオン交換手段61及び第2イオン交換手段62にそれぞれ組み込まれている。そして、第1イオン交換手段61及び第2イオン交換手段62は、支持台14における仕切り板140の前側(−Y方向側)に着脱可能に並べて配設されている。
イオン交換樹脂630は、本実施形態においては、アニオン交換樹脂630aとカチオン交換樹脂630bとの両方が所定の割合で第1イオン交換手段61のケーシング611(第2イオン交換手段62のケーシング621)内に充填されている。
紫外線照射手段60において有機物や無機物が分解等された酸性の清水L2は、配管602を介して第1イオン交換手段61または第2イオン交換手段62に導入される。
配管602には電磁開閉弁602aおよび電磁開閉弁602bが配設されている。電磁開閉弁602aが開状態になると清水L2が第1イオン交換手段61に導入され、電磁開閉弁602bが開状態になると清水L2が第2イオン交換手段62に導入されるようになっている。
第1イオン交換手段61のイオン交換樹脂630、又は第2イオン交換手段62のイオン交換樹脂630を通過した酸性の清水L2は、有機物イオン及び無機物イオンが除去されるとともに、含まれている二酸化炭素ガスがアニオン交換樹脂630aに吸着されることで、中性の加工水L5になる。
第1イオン交換手段61のイオン交換樹脂630、又は第2イオン交換手段62のイオン交換樹脂630を通過した酸性の清水L2は、有機物イオン及び無機物イオンが除去されるとともに、含まれている二酸化炭素ガスがアニオン交換樹脂630aに吸着されることで、中性の加工水L5になる。
このようにして酸性の清水L2がイオン除去され精製された中性の加工水L5には、第1イオン交換手段61および第2イオン交換手段62を構成するイオン交換樹脂630の樹脂屑等の微細な物質が混入されている場合がある。このため、第1イオン交換手段61および第2イオン交換手段62から送られてくる加工水L5を、配管171を介して精密フィルタ17に導入し、この精密フィルタ17によって加工水L5に混入されているイオン交換樹脂630の樹脂屑等の微細な物質を捕捉する。
例えば、上記配管171には、第1イオン交換手段61および第2イオン交換手段62から精密フィルタ17に送出される加工水L5の圧力を検出する圧力検出手段173が配設されており、この圧力検出手段173は検出した配管171内の圧力が所定圧力値以上に達したならば、精密フィルタ17に樹脂屑等の微細な物質が堆積してフィルタ機能が失われたと判断し、精密フィルタ17を交換すべきとの警告を発報・表示する。
また、上記配管171には、第1イオン交換手段61または第2イオン交換手段62から精密フィルタ17に送出される加工水L5の比抵抗を検出するための比抵抗計175が配設されていてもよい。
また、上記配管171には、第1イオン交換手段61または第2イオン交換手段62から精密フィルタ17に送出される加工水L5の比抵抗を検出するための比抵抗計175が配設されていてもよい。
精密フィルタ17を通過した加工水L5は、配管180を介して加工水温度調整手段18に送られる。加工水温度調整手段18に送られた加工水L5は、ここで所定温度に調整され配管181を介して図1に示す加工装置A内の図示しない加工水供給手段に循環せしめられる。
上記のように、廃液処理装置9と、廃液処理装置9から排出される加工屑Bを除いた上澄み水(本実施形態においては、清水L2)から有機物イオン及び無機物イオンを除去して加工水を再生する加工水再生装置6と、を備える加工水再生システム1は、加工水再生装置6は、清水L2に紫外線を照射する紫外線照射手段60と、清水L2に含まれる有機物イオン及び無機物イオンを除去するイオン交換樹脂630と、を備え、廃液処理装置9の酸性手段99で加工廃液Lを酸性にして加工屑Bを沈殿させ除去した酸性の清水L2を加工水再生装置6のイオン交換樹脂630に通水させることで、清水L2を中性にして加工水L5を再生させて、加工装置Aに循環させることが可能となる。
本発明に係る廃液処理装置9及び加工水再生システム1は本実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。また、添付図面に図示されている廃液処理装置9や加工水再生システム1の各構成の形状等についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。
A:加工装置
1:加工水再生システム
L:加工廃液 B:加工屑 9:廃液処理装置 90:加工廃液流入管 91:沈殿槽 910:入口 919:出口 913:底板 914、915:側壁 916:隔壁
99:酸性手段 990:二酸化炭素供給部 991:調整弁
98:制御部 96:材質設定部 97:対応表 95:pH測定器
L1:上澄み水
22:上澄み水汲み上げポンプ 23:加工廃液流入管
24:フィルタユニット導入管 241:第1のフィルタユニット導入管 241a:第1のソレノイドバルブ 242:第2のフィルタユニット導入管 242a:第2のソレノイドバルブ 249:圧力計
3:フィルタユニット
31:第1のフィルタ 311:筒体 312:投入口
32:第2のフィルタ 321:筒体 322:投入口
34:トレイ 340:配管
40:清水タンク 42:清水ポンプ L2:清水
6:加工水再生装置 60:紫外線照射手段 61:第1イオン交換手段 611:ケーシング 62:第2イオン交換手段 621:ケーシング 630:イオン交換樹脂 630a:アニオン交換樹脂 630b:カチオン交換樹脂
14:支持台 140:仕切り板
17:精密フィルタ 171:配管 173:圧力検出手段 175:比抵抗計
18:加工水温度調整手段 L5:加工水
1:加工水再生システム
L:加工廃液 B:加工屑 9:廃液処理装置 90:加工廃液流入管 91:沈殿槽 910:入口 919:出口 913:底板 914、915:側壁 916:隔壁
99:酸性手段 990:二酸化炭素供給部 991:調整弁
98:制御部 96:材質設定部 97:対応表 95:pH測定器
L1:上澄み水
22:上澄み水汲み上げポンプ 23:加工廃液流入管
24:フィルタユニット導入管 241:第1のフィルタユニット導入管 241a:第1のソレノイドバルブ 242:第2のフィルタユニット導入管 242a:第2のソレノイドバルブ 249:圧力計
3:フィルタユニット
31:第1のフィルタ 311:筒体 312:投入口
32:第2のフィルタ 321:筒体 322:投入口
34:トレイ 340:配管
40:清水タンク 42:清水ポンプ L2:清水
6:加工水再生装置 60:紫外線照射手段 61:第1イオン交換手段 611:ケーシング 62:第2イオン交換手段 621:ケーシング 630:イオン交換樹脂 630a:アニオン交換樹脂 630b:カチオン交換樹脂
14:支持台 140:仕切り板
17:精密フィルタ 171:配管 173:圧力検出手段 175:比抵抗計
18:加工水温度調整手段 L5:加工水
Claims (4)
- 被加工物に加工水を供給して被加工物を加工する加工装置から排出される加工屑を含む加工廃液を受け入れ、該加工屑を沈殿させ、該加工廃液から該加工屑を除去する廃液処理装置であって、
該加工屑を含む該加工廃液を溜める沈殿槽と、
該沈殿槽に該加工廃液を入れる入口と、
該入口から該沈殿槽内に入れられる該加工廃液を酸性にすることによって該加工廃液が中性であったときに発生していた該加工屑同士の反発しあう力を小さくさせ、該加工屑の沈殿を早めさせる酸性手段と、
該沈殿槽内で該加工廃液中の該加工屑を沈殿させたことにより取得される上澄み水を排水させる出口と、を備え、
該加工廃液を酸性にしたことにより該加工屑の沈殿を早めることを特徴とする、廃液処理装置。 - 前記酸性手段は、前記加工廃液に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給部を備える請求項1記載の廃液処理装置。
- 前記加工廃液のpH値を測定するpH測定器と、前記加工屑の材質を設定する材質設定部と、該材質に対してゼータ電位が0VとなるpH値を示した対応表と、該pH測定器によって測定されたpH値が該対応表から選択した該材質に対してゼータ電位が0VとなるpH値になるように前記酸性手段を制御する制御部と、を備える請求項1、又は請求項2記載の廃液処理装置。
- 請求項1記載の廃液処理装置と、該廃液処理装置から排出される加工屑を除いた上澄み水から有機物イオン及び無機物イオンを除去して加工水を再生する加工水再生装置と、を備える加工水再生システムであって、
該加工水再生装置は、該上澄み水に紫外線を照射する紫外線照射手段と、
該上澄み水に含まれる該有機物イオン及び該無機物イオンを除去するイオン交換樹脂と、を備え、
該廃液処理装置の前記酸性手段で加工廃液を酸性にして該加工屑を沈殿させ除去した酸性の該上澄み水を該加工水再生装置の該イオン交換樹脂に通水させることで、該上澄み水を中性にして加工水を再生する加工水再生システム。
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