JP3398356B2

JP3398356B2 - 濾過脱水装置及び濾過脱水方法

Info

Publication number: JP3398356B2
Application number: JP2000157634A
Authority: JP
Inventors: 祐三竹村
Original assignee: 東栄アクアテック株式会社
Priority date: 2000-05-29
Filing date: 2000-05-29
Publication date: 2003-04-21
Anticipated expiration: 2020-05-29
Also published as: JP2001334110A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は濾過脱水装置及び濾
過脱水方法に係り、特にプリント配線基板（以下、「Ｐ
ＣＢ」という）の製造プロセスにおける整面研磨工程で
生じる排液に対する処理工程に好適であり、濾過脱水装
置の稼動効率や濾布の寿命の向上、及び濾過助剤の節減
を図るための改善に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＰＣＢの製造プロセスにおいては、銅張
積層板に対して感光性レジスト塗布やスクリーン印刷を
行う前に整面研磨工程が介在する。この目的は、予め表
面の銅を研磨しておくことで感光性レジストや配線パタ
ーン印刷材の密着性を良好にし、正確なエッチングが実
行できるようにすることにある。

【０００３】その場合、実際の研磨段階と研磨後の洗浄
には多量の清水を必要とし、当然にその使用後の排液に
は研磨された銅の微粒子が混濁している。また、研磨剤
として砥粒を使用するときには、砥粒が破砕された微粒
子も排液中に混濁する。そして、前記研磨工程での排液
に含まれる微粒子は０.１〜５０(μm)程度であり、また
微粒子の濃度は５０〜１００(mg/ｌ)程度で比較的低い
が、その排液の放流は水質汚濁防止法で禁じられてお
り、濾過等によって微粒子の濃度を一定の基準まで低下
させた後に放流することが義務付けられている。

【０００４】一方、パーソナルコンピュータや移動電話
機等の広範な普及に伴って、ＰＣＢの需要も飛躍的に増
大し、最近では前記の排液の濾過処理装置を２４時間フ
ル稼動させる場合も珍しくなく、濾過脱水装置の濾過効
率の向上と自動化及び濾布の長寿命化が望まれている。

【０００５】従来から、整面研磨工程の排液処理に係る
濾過脱水装置にも各種の構造のものがあるが、一例とし
て、フィルタープレス式脱水装置の基本構造を濾過脱水
用に転用した装置が適用されている。その濾過脱水装置
は、図７に示されるような構成からなるものである。同
図において、先ず、1,2は側板であり、各側板1,2はそれ
らの間に横架された上下の各フレーム3,4と各ガイド棒5
a,5bによって固定されている。各ガイド棒5a,5bは左右
に横架配置されているが、それらの間には３枚の各濾過
板6,7,8がそれぞれの両側面に形成されたフック(9a,9
b),(10a,10b),(11a,11b)によって各ガイド棒5a,5bに係
止せしめられており、濾過板6は側板1に固定されている
が、他の濾過板7,8はガイド棒5a,5bに案内されて前後方
向へ移動可能になっている。

【０００６】また、側板2の外側面には油圧シリンダ12
が取り付けられており、その作動ロッド12aは側板2を貫
通して濾過板8に接合された押圧板13に固定されてい
る。したがって、油圧シリンダ12を作動させると濾過板
8を前後に移動させることができるが、各濾過板6,7,8の
フック(9a,9b),(10a,10b),(11a,11b)の間はチェーン(14
a,14b),(15a,15b)で繋がれており、油圧シリンダ12が前
方へ作動ロッド12aを突き出すと各濾過板6,7,8が接合せ
しめられ、逆に、図７のように作動ロッド12aを引き込
むとチェーン(14a,14b),(15a,15b)の長さ相当の距離だ
け各濾過板6,7,8が離隔する。

【０００７】次に、押圧板13の下側には濾過板7,8の移
動区間側へ横設した容器16が取り付けられているが、こ
れは各濾過板6,7,8から排出される濾過水を受けるため
のものであり、後述のように濾過水は同容器16からプレ
コート槽へ導かれる。尚、17は各濾過板6,7,8から剥離
された濾過ケーキを受けるシューター、18はそのシュー
ター17から落下した濾過ケーキを受けて運搬する台車、
19は各濾過板6,7,8に展設された濾布(後述)に付着した
濾過ケーキを剥離する際に濾布を引張させた状態で振動
を与えるスタンパである。

【０００８】ところで、各濾過板6,7,8は、図８に示す
ように、枠部6a,7a,8aと中央板部6b,7b,8bとからなり、
両側の濾過板6,8は中央の濾過板7との対向面側にのみ凹
部を構成し、中央の濾過板7は両側の濾過板6,8との対向
面側にそれぞれ凹部を構成している。そして、図９(各
濾過板6,7,8の枠部6a,7a,8a同士が接合せしめられた状
態の断面図)も参照して説明すると、各濾過板6,7,8の間
にはそれらの各凹部によって濾過室21,22が構成される
が、各濾過板6,7,8の中央板部6b,7b,8bにおける濾過室2
1,22側には金属製(又は樹脂製)のネット23,24,25,26を
介装させて濾布27,28,29,30が展設されている。ここ
に、ネット23,24,25,26は一定の厚みをもって金属線(又
は樹脂線)を編んだものが適用されるが、多数の孔を穿
設したパンチングボードをスペーサを介して中央板部6
b,7b,8bから離隔させた状態で取り付ける方式や、中央
板部6b,7b,8bに凹凸を施しておく方式等を採用してもよ
く、いずれにしても濾布27,28,29,30の背後に通水層を
構成する方式であればよい。

【０００９】図９に示す閉枠状態では、各濾過板6,7,8
の枠部6a,7a,8aが濾布27,28,29,30の周縁部をシール部
材を介して挟圧しており、濾過室21,22は内面を濾布27,
28,29,30で内張りされた空間となるが、濾過室21に対す
る研磨工程の排液の注入は濾過板6の中央板部6bとネッ
ト23と濾布27を貫通した注入管31を通じて行われ、また
濾過室21と濾過室22は中央板部7bと各ネット24,25と各
濾布28,29を貫通した連通管32によって通じている。
尚、注入管31と連通管32の開口部にはフランジナットが
嵌着され、そのフランジナットによってネットと濾布を
中央板部に狭着している。また、各濾過板6,7,8におけ
るネット23,24,25,26の最下部に対応する位置には排水
孔33,34,35,36が形成されており、ネット23,24,25,26で
構成された通水層に流入した水を下方へ排水させるよう
になっている。

【００１０】以上の構成において、濾過脱水装置のシス
テム全体は図１０に示される。同システムにおいて、初
期稼動時にはプレコートプロセスが実行され、各濾過板
6,7,8を閉枠し、バルブ41,49を閉鎖した状態でバルブ4
2,43を開放し、ポンプ44を駆動させてプレコート槽45の
プレコート水を濾過室21,22へ供給する。ここで、プレ
コート水は濾過助剤(ケイソウ土やパーライト)を水に混
入させて撹拌したものであり、そのプレコート水は注入
管31から濾過室21へ流入し、同濾過室21を満たしながら
連通管32を通じて濾過室22へ流入し、同濾過室22も満た
すことになるが、プレコート水は濾布27,28,29,30によ
って濾過され、その濾過水がネット23,24,25,26で構成
された通水層から排水孔33,34,35,36を通じて受皿に相
当する容器16へ排出され、更に容器16の濾過水はプレコ
ート槽45へ戻される。

【００１１】したがって、循環流路が構成されることに
なり、プレコート水に混入されている濾過助剤の微粒子
が濾布27,28,29,30の表面に付着してゆき、所謂プレコ
ート層を形成する。即ち、濾布27,28,29,30の目を整面
研磨工程での研磨排液に含まれている銅等の微粒子を捕
捉する程度に細かくしておくと、短期間の間に濾布27,2
8,29,30の目に前記微粒子が詰まり、濾過抵抗が大きく
なって濾過効率が極端に低下すると共に濾布の寿命が短
くなるが、プレコート水に含まれている濾過助剤の粒子
は比較的大きく、濾布27,28,29,30の目を大きくしてお
き、濾過助剤の粒子で構成されるプレコート層を濾過層
として利用することにより、低い濾過抵抗での濾過を継
続的に実行できるようにする。尚、プレコートプロセス
が完了した段階では、濾過助剤がプレコート層の生成に
消費されており、プレコート槽45の貯留水はほぼ清水に
近いものになっている。

【００１２】プレコートプロセスが完了すると本来の研
磨排液の濾過プロセスへ移行する。この濾過プロセスで
は、バルブ42を閉鎖してバルブ41を開放し、ポンプ44を
駆動させて原液層46の研磨排液を濾過室21,22へ導き、
予め濾布27,28,29,30の表面に構成されたプレコート層
によって研磨排液の微粒子を捕捉し、濾布27,28,29,30
→ネット23,24,25,26の通水層→排水孔33,34,35,36を通
じて流出した濾過水が容器16へ一旦貯留され、その濾過
水がプレコート槽45へ流入せしめられる。したがって、
研磨排液に対する実質的な濾過作用はプレコート層によ
ることになり、図１２に示すように、濾過後の濾布27,2
8,29,30には予め形成されたプレコート層47の表面側に
研磨排液に含まれていた微粒子の堆積層48が付着した状
態となる。

【００１３】そして、研磨排液に対する濾過が一定時間
行われると、図１０において、ポンプ44を停止させると
共にバルブ43を閉鎖し、バルブ49を開放してエアー供給
系側から注入管31へエアーを供給する。これによって、
未濾過の研磨排液が強制的に濾過されながら追い出さ
れ、更なるエアーの供給によってプレコート層47と微粒
子の堆積層48が脱水されてケーキ化する。

【００１４】その結果、一定時間のエアー供給が完了し
た後、油圧シリンダ12がその作動ロッド12aを引き込ん
で図１１に示すように各濾過板6,7,8を開枠し、スタン
パ19で濾布27,28,29,30を上方へ引っ張りながら振動を
与えると濾布27,28,29,30に付着しているプレコート層4
7と微粒子の堆積層48が剥離し(一部は掻き出しが必
要)、図７(Ａ)において容器16を移動させて各濾過板6,
7,8の下側から外しておけばケーキがシューター17を通
じて台車18へ落下することになり、濾過によって得られ
た銅の微粒子が回収されることになる。尚、濾過プロセ
スでは、図１０に示すように、プレコート槽45には清水
となった濾過水が貯留されるが、プレコート槽45からオ
ーバーフローした水は別の循環利用槽50へ移され、その
水が研磨工程での洗浄水等として利用される。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記の濾過
脱水装置において濾過効率の向上と濾布の長寿命化が望
まれていることは上記したとおりであるが、この課題は
濾布とプレコート層と微粒子の堆積層がなす濾過媒体を
常に濾過抵抗の小さい状態に維持しながら濾過を継続的
に実行できるかの問題に帰着する。濾布については、ケ
ーキ回収時の剥離性等も考慮して、目の粗さや材質や織
り方等についての各種改良が施されているが、濾布に係
る条件だけで前記の問題を解決することはできない。

【００１６】一方、図１２に示したプレコート層47と微
粒子の堆積層48との関係に着目してみると、目の粗い濾
布27を用いながら濾過助剤の比較的大きな粒子でプレコ
ート層47を形成し、それを実質的な濾過機能層として研
磨排液の濾過を実行させており、研磨排液の微粒子を凝
集させて大きな凝集粒子とすれば前記の堆積層48での濾
過抵抗が小さくなり、濾過効率を向上させることが可能
になる。

【００１７】一般に、懸濁液のコロイド粒子を凝集させ
る方法としては、コロイド粒子のゼータ電位を低下させ
て分子相互を凝集させる無機凝集剤や、コロイド粒子を
架橋作用によって凝集させる機能を有する高分子凝集剤
を用いる方法がある。しかし、凝集剤が溶解した濾過液
であると、それを整面研磨工程で循環・再利用するには
適さない。

【００１８】更に、プレコートに用いられる濾過助剤は
微粒子の堆積層と共に回収され、前記の整面研磨等では
濾過助剤と銅微粒子を分離して銅が再利用される。した
がって、濾過助剤は消耗品であり、その使用量を可能な
限り抑制することが望ましい。また、濾過後に銅微粒子
のみが得られて前記分離プロセスを不必要にするのが理
想的である。

【００１９】そこで、本発明は、凝集剤を用いることな
くコロイド粒子の凝集を促進させて濾過効率を向上させ
ることが可能な濾過体の構造を提供し、また濾過プロセ
スにおいて濾過体を開枠せずに逐次的に濾過機能層の回
復を図りながら長時間に亘る作業を可能にする濾過方法
を提供し、更に濾過助剤の使用量を抑制又はその使用を
不要とする濾過方法を提供することを目的として創作さ
れた。

【００２０】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、中央板部
と枠部とからなる濾過板の中央板部に通水層を介在させ
て濾布を展着しておき、複数の濾過板の枠部同士を接合
させて１又は２以上の濾過室を構成する濾過体を具備
し、濾過体を構成する一端の濾過板には中央板部と濾過
室側にのみ施されている通水層と濾布とを貫通した注入
管が、また濾過室が複数構成される場合にあっては中間
に位置する濾過板の中央板部とその両側面に施されてい
る通水層と濾布とを貫通した連通管が設けられており、
注入管を通じて外部から濾過室へ濾過対象液を注入し、
各濾過板の通水層の最下部に設けられた排水孔を通じて
濾過水を外部に排出させる濾過脱水装置において、注入
管と連通管を濾過室の下部領域に設けると共に、注入管
の濾過室側及び連通管の流出側に濾過対象液を濾過室の
底面近傍へ導く導水部材を連設したことを特徴とする濾
過脱水装置に係る。

【００２１】この発明によれば、注入管や連通管から濾
過室へ流入せしめられる濾過対象液は常に濾過室の底部
に当たり、濾過室内の濾過対象液を下側から巻上げる態
様で撹拌する。濾過対象液に含まれるコロイド粒子はブ
ラウン運動によって衝突してフロックを形成するが、コ
ロイド粒子よりも大きい粗粒子の場合には緩速撹拌によ
って衝突機会が多くなり、凝集が効率的に促進されてよ
り大きな粗粒子が迅速に生成される。この発明における
注入管や連通管の位置と導水部材とからなる構成は、濾
過対象液を注入するだけで濾過室内での前記緩速撹拌を
生じさせるため、凝集作用の促進によってフロックの継
続的な粗大化が生じ、その粗大化した粒子によるプレコ
ート層や堆積層での濾過抵抗は小さくなって濾過効率を
向上できる。尚、導水部材としては、例えば、エルボ状
に形成された管部材や、濾過室の厚みに相当する長さを
有し、注入管及び連通管の軸方向に中空部が形成されて
いると共に、その下方側に開放部が形成された成形部材
を適用することができる。

【００２２】第２の発明は、前記の濾過脱水装置におい
て、注入管へ濾過対象液を供給する管経路にその管内の
圧力を計測する圧力計を設けると共に、前記管経路にエ
アーを供給するエアー供給系を設け、圧力計の計測値が
所定以上になった場合に、濾過対象液の注入を一端停止
し、エアー供給系から前記管経路にエアーを供給する正
ブローを行い、その後に濾過対象液の注入を再開するプ
ロセスを実行することを特徴とした濾過脱水方法に係
る。

【００２３】前記の濾過脱水装置においても、濾過の進
行によって堆積層が厚くなると、濾過抵抗が増大する。
これは、堆積層の大きな粗粒子間にゲル状の小さな粗粒
子が詰まるためと考えられるが、濾過対象液の注入を一
旦停止させて、正ブローを行うことによりゲル状の粗粒
子が凝縮して再び通水性が確保でき、濾過媒体(濾布と
プレコート層と堆積層)の濾過作用を回復させることが
できる。

【００２４】第３の発明は、第２の発明で圧力計の計測
値に基づいた前記プロセスが複数回連続して実行されて
いる状態において、注入管への濾過対象液の供給開始時
から圧力計の計測値が所定以上になるまでの時間を計測
し、その計測時間が所定以下になった段階で、濾過対象
液の注入を停止し、エアー供給系から前記管経路にエア
ーを供給して濾布に付着している濾過ケーキの脱水を行
うための正ブローと、各濾過板の排水孔にエアーを供給
して濾過ケーキに剥離性を与えるための逆ブローとを実
行し、その後に各濾過板の接合状態を開放して濾過ケー
キを濾布から剥離させることを特徴とした濾過脱水方法
に係る。

【００２５】第２の発明の濾過媒体を逐次回復させて濾
過を継続的に実行するプロセスにおいても、堆積層が厚
くなると濾過抵抗が大きくなり、当然に濾過媒体の濾過
作用の回復にも限度がある。この発明では、濾過対象液
の供給開始時から圧力計の計測値が所定以上になるまで
の時間を目安として前記限度を判断する。その判断基準
を目安としたことにより、リアルタイムな濾過状況に応
じて濾過脱水装置の最も効率的な稼動運用が可能になる
タイミングで開枠と濾過ケーキの回収を実行させること
ができる。

【００２６】第４の発明は、第１の発明の濾過脱水装置
において、プレコートの実行の際に、通常の濾過助剤に
対して事前に剥離・回収した濾過ケーキの一部を混合し
たものを、又は通常の濾過助剤に代えて回収ケーキの一
部を濾過助剤として適用することとした濾過脱水方法に
係る。

【００２７】第１の発明における濾過脱水装置では、初
期の濾過プロセスの開始に際しては通常の濾過助剤を用
いるが、その濾過プロセスにおいて得られた濾過ケーキ
の堆積層は凝集して粗大化した粒子によって構成されて
おり、銅等の微粒子に係る懸濁液では凝集力が強く、通
水性も極めてよい。したがって、回収された濾過ケーキ
の一部を濾過助剤と混合して使用すると良好なプレコー
ト層が形成でき、濾過助剤の使用量を減じることができ
る。また、濾過プロセスの繰り返しによって濾過ケーキ
の混合比率を大きくしてゆくと、濾過ケーキにおける濾
過対象溶液側の凝集した粗大粒子の割合が大きくなり、
次第に前記粗大粒子の純度が極めて高いプレコート層及
びその成分が同一である堆積層とからなる濾過ケーキが
得られることになる。その結果、最終的には通常の濾過
助剤を用いずに、事前に回収されている濾過ケーキを濾
過助剤とした極めて濾過抵抗の低い濾過媒体を構成で
き、且つ回収した濾過ケーキに対して何等の分離処理を
施すことなく、濾過対象液に含まれている成分を濾過助
剤に代えてそのまま再利用することが可能になる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の「濾過脱水装置及
び濾過脱水方法」の実施形態を図１から図６を用いて詳
細に説明する。先ず、図１はこの実施形態において濾過
板が閉枠された状態の断面図であり、上記の従来技術に
おける図９に相当するものである。ここで、図１におい
て符号「Ｘ」又は「Ｘ’」で示されている要素は、図９
において符号「Ｘ」で示されている要素と基本的構成が
同一であるが、符号「Ｘ’」に係る要素は注入管31’と
連通管32’の位置が異なることに基づいて、それら管3
1’,32’のための貫通孔の位置が異なっているため、そ
の相違を示すために「Ｘ’」としてある。したがって、
濾過体自体の全体的構成と各要素については図９で説明
した内容とほぼ同様であり、ここではそれらの説明を省
略し、特徴点についてのみ詳細に説明する。

【００２９】この濾過体の特徴は、図１と図９とを比較
すれば明らかなように、；図９の注入管31と連通管32
が各濾過板6,7の中央板部6b,7bの略中央に設けられてい
るのに対し、注入管31’と連通管32’の配設位置が各濾
過室21’,22’の底部近傍になっている点、及び；そ
れらの注入管31’と連通管32’の各濾過室21’,22’へ
の流入孔に下向管51,52が連設されており、各下向管51,
52の端部が各濾過室21’,22’の底部に対向せしめられ
ている点にある。

【００３０】この特徴的構成においても、注入管31’か
ら流入した研磨排液は濾過室21’を満たして連通管32’
を通じて濾過室22’へ流入し、各濾過室21’,22’にお
いて濾布27’,28’,29’,30とそれらの表面に予め形成
されたプレコート層によって継続的な濾過が実行され、
濾過液はネット23’,24’,25’,26が構成する通水層を
通じて排水孔33’,34’,35’,36から外部へ排出され
る。しかし、前記の及びの特徴に基づいて、注入管
31’と連通管32’から各濾過室21’,22’へ流入した研
磨排液は直ちに各濾過室21’,22’の底部へ衝突し、底
部から渦乱流を構成しながら上方へ押し出される。した
がって、図２に示すように、各濾過室21’,22’へ流入
した研磨排液は先に流入している研磨排液を巻上げる態
様で上方へ移動し、それによって各濾過室21’,22’内
の研磨排液が定常的に緩速撹拌された状態となり、銅の
微粒子の凝集作用が飛躍的に促進される。

【００３１】その結果、銅の微粒子が凝集した粗粒子が
定常的に成長・生成されてプレコート層に堆積すること
になり、その粗粒子は凝集力が強く、極めて通水性の良
い性質を有しているために、長時間に亘る濾過プロセス
の実行状態でも濾過抵抗の増大を抑制でき、濾過効率を
向上させることができる。これに対して、図９の構成に
よれば、注入管31と連通管32から各濾過室21,22へ流入
した研磨排液は対向する濾布28,30の壁面に当たって各
濾過室21,22内を漂うだけであり、殆ど撹拌作用は持た
ないために凝集は促進されない。即ち、この実施形態の
濾過体では、前記のとに係る機構的改良を行うだけ
で濾過室21’,22’内での合理的な撹拌作用を誘起さ
せ、粗粒子間の衝突による更なる粗粒子化を助長し、継
続的に目詰まりの生じない堆積層を生成させる。

【００３２】次に、この濾過体を適用した濾過脱水装置
のシステム構成は図３に示される。同図においても、従
来技術に係る図７及び図１０に示したシステムと比較し
て、その基本的構成はほぼ同様である。相違する点は、
前記の濾過体が適用されていることに加えて、注入管3
1’への研磨排液の供給流路(正ブロー時のエアー供給流
路も兼用)53に圧力計54が設けられており、エアー供給
系が連結された以降の管経路の途中に切換え弁55が設け
られていると共に、各濾過板6’,7’,8の各排水孔33’,
34’,35’,36に着脱される逆ブロー用の管経路56が設け
られ、切換え弁55によって正ブロー時には注入管31’側
へエアーを供給し、逆ブロー時には各排水孔33’,34’,
35’,36側へエアーを供給するようになっている構成に
ある。

【００３３】そして、このシステムの動作手順は図４の
フローチャートに示される。先ず、各濾過板6’,7’,8
に濾布27’,28’,29’,30が展着された状態で各濾過板
6’,7’,8が閉枠され、プレコートプロセスが実行され
る(S1,S2)。この場合、プレコート槽45にはケイソウ土
やパーライト等の通常の濾過助剤を混入して撹拌してお
いてもよいが、もし先に濾過プロセスを実行して台車18
に濾過ケーキが回収されていれば、その一部を、又はそ
の一部と通常の濾過助剤を混合したものを用いてもよ
く、その有利性は後述する。

【００３４】プレコートプロセスでは、逆ブロー用の管
経路56は各濾過板6’,7’,8の各排水孔33’,34’,35’,
36から外されており、濾過体の下側には容器16がセット
されている。その状態で、バルブ41,49を閉鎖すると共
にバルブ42,43を開放し、且つ切換え弁55を注入管31’
側への流路を構成するように設定しておいて、ポンプ44
を駆動させる。したがって、プレコート槽45の液は濾過
体の濾過室21’,22’へ流入し、濾布27’,28’,29’,30
で濾過された後の濾過水が排水孔33’,34’,35’,36か
ら容器16へ排出され、その濾過水がプレコート槽45に戻
って再びポンプ44で濾過室21’,22’へ送られるという
循環路が構成されるため、各濾過板6’,7’,8の濾布2
7’,28’,29’,30にはプレコート層が形成される。この
プレコートプロセスの時間は濾過室21’,22’の容積や
ポンプ44の圧送量によって異なるが、２〜３分間程度の
比較的短時間の循環動作でプレコート層が生成される。

【００３５】プレコートプロセスが完了すると、研磨排
液の濾過プロセスへ移行するが、その段階では、バルブ
42を閉鎖してバルブ41を開放し、他の設定はそのままに
して原液層46の研磨排液を濾過室21,22へ連続的に注入
する(S3)。また、この実施形態では、研磨排液の注入開
始時点から時間の計測を開始する(S4)。そして、この研
磨排液の注入によって、濾過体の濾過室21’,22’内で
は注入管31’と連通管32’の位置と各下向管51,52に基
づいて前記の定常的な緩速撹拌状態が生じ、銅の微粒子
の迅速な粗大化が促進されて、その粗大化した粒子がプ
レコート層の表面に付着して堆積層を形成してゆくこと
は図１及び図２で説明したとおりである。

【００３６】ところで、濾過プロセスが進行し、堆積層
の厚みが増してゆくと濾過抵抗が大きくなり濾過効率が
低下する。この実施形態では、濾過時における研磨排液
の注入圧力を圧力計54によって常時計測しており、その
圧力計測値が所定値以上になった時点で前記の計測時間
Ｔを読取り、その計測時間Ｔが所定時間ΔＴs（例え
ば、４０sec）以内であるかどうかを確認する(S5,S6)。

【００３７】そして、圧力計測値が所定値以上になった
が、Ｔ＞ΔＴsの時間条件であれば、ポンプ54の駆動を
一旦停止させ(S7)、一定時間だけ濾過室21’,22’に対
する正ブローを実行する(S8)。即ち、切換え弁55はその
ままとするが、バルブ43を閉鎖すると共にバルブ49を開
放し、エアーを流路53から注入管31’を通じて濾過室2
1’,22’へ吹き込むことにより濾過室21’,22’内の研
磨排液をエアーで押し出して通気性を持たせる。この正
ブローにより、濾布27’,28’,29’,30や堆積層におい
て目詰まり状態になっているゲル状の粗粒子が凝縮して
通水性が回復し、その回復度合いは濾過媒体の構成によ
って異なるが、例えば、圧力計54の計測値が３.２(kg/c
m²)となって、約２０sec間の正ブローを行うと、再濾過
の開始時には０.６〜０.８(kg/cm²)となり、濾過抵抗が
大幅に低下する。

【００３８】前記の正ブローによって濾布27’,28’,2
9’,30と堆積層の通水性を回復させると、各バルブを元
の設定状態へ戻し、ポンプ44を起動させて濾過室21,22
に対する研磨排液の注入を再開すると共に、前記と同様
に再び時間計測を開始する(S8→S3,S4)。以降、同様に
して、圧力計測値が所定値以上になった時点でＴ＞ΔＴ
sの時間条件が成立していれば正ブローと排液濾過を繰
り返すことになり(S5,S6→S7〜S4)、適応的に通水性を
回復させながら高効率な濾過を継続的に実行させる。

【００３９】ところで、前記ステップの繰り返しによっ
ても堆積層の厚みは増大してゆき、必然的に正ブローに
よって十分な回復が図れなくなる状態となる。具体的に
は、例えば、圧力計54の計測しきい値を３.２(kg/c
m²)、正ブロー時間を２０sec間とし、時間:ΔＴsを４０
secとした場合に、前記の時間条件:Ｔ＞ΔＴsは少なく
とも１０回程度は成立し、その間は正ブローと再濾過が
繰り返されることになるが、約２０回程度になると再濾
過開始後に比較的短時間で圧力計54が一定圧力に達して
しまい、前記時間条件が成立しなくなる状態になる。こ
れは、濾過を停止させて正ブローをかける頻度が多くな
り、結果的に濾過効率が維持できなくなったことを意味
する。

【００４０】そこで、圧力計測値が所定値以上になった
時点でＴ≦ΔＴsとなった場合には、ポンプ44を停止さ
せると共にバルブ43を閉鎖し、脱水処理用の正ブローと
堆積層の剥離性をよくするための逆ブローを実行する(S
6→S9,S10)。ここで、逆ブローは、濾過体の各排水孔3
3’,34’,35’,36に対して管経路56を接続し、切換え弁
55を管経路56側へ切換えてネット23’,24’,25’,26側
(通水層側)からエアーを吹き込むことによって行われ、
例えば、正ブローを約２０sec間行った後に逆ブローを
約１０sec間行うというような手順となる。

【００４１】その後、油圧シリンダ12の作動ロッド12a
を引き込ませて濾過体を開枠し、分離された各濾過板
6’,7’,8の濾布27’,28’,29’,30をスタンパ19で引張
して振動を与え、堆積層を濾布27’,28’,29’,30から
剥離させることにより濾過ケーキとして台車18に回収す
る(S11,S12)。この場合、図９に示した従来技術の濾過
体では注入管31と連通管32がそれぞれ濾過板6,7の中央
板部6b,7bの中央位置に設けられているため、図１１に
示すように濾布27,28,29の引張は前記中央位置より上側
の領域だけしか行えず、それより下側の領域に付着して
いる堆積層に関しては手作業で掻き出す必要があるが、
この実施形態によれば、図１に示すように注入管31’と
連通管32’が濾過板6’,7’の中央板部6b’,7b’の下部
に設けられているため、濾布27’,28’,29’,30’のほ
ぼ全領域を引張させることができ、濾過ケーキの手作業
による掻き出しが不要になるという利点がある。尚、以
上のシーケンスは手動操作によっても行えるが、全てを
自動化することもでき、前記の利点は２４時間フル稼働
に対応するシステムを構築する上で都合が良い。

【００４２】次に、以上の実施形態では、図１及び図２
に示すように、各濾過室21’,22’に対する研磨排液の
導水部材として下向管51,52を用いているが、その機能
は研磨排液を各濾過室21’,22’の底部へ導いて緩速撹
拌を誘起させることにあり、同機能を実現できるもので
あれば必ずしも下向管51,52を用いる必要はなく、例え
ば、図５に示すような成形品からなる導水部材61であっ
てもよい。その導水部材61は、ゴム製又は樹脂製の筒状
成形品であって、各濾過室21’,22’の厚みに相当する
長さを有し、注入管31’や連通管32’に連設された場合
にその各管軸方向に対応する部分に中空部61aが形成さ
れており、且つその中空部61aの下側には扇状に切り欠
かれた開放部61bが形成されている。また、注入管31’
や連通管32’と接合せしめられる端面には３個の孔61c
が形成されている。

【００４３】そして、前記の導水部材61は図６に示す態
様で注入管31’や連通管32’に連設される。尚、同図で
は濾過室21’内で注入管31’に連設されている状態のみ
を示しているが、濾過室22’においても同様の構成で連
通管32’に連列される。この実施形態では、注入管31’
に螺着するフランジナット62に３本の棒63が立設されて
おり、導水部材61の各孔61cに各棒63を圧入することに
よって、その中空部61aと注入管31’とが対応するよう
に位置決めして導水部材61が取り付けられるようになっ
ている。また、導水部材61が取り付けられた状態で濾過
板6’,7’が閉枠されると、図６に示すように導水部材6
1の先端側面は連通管32’側のフランジナット64に接合
し、注入管31’と導水部材61の中空部61aと連通管32’
とが一軸上に整列する。

【００４４】図６の構成に基づき、濾過時において研磨
排液が注入管31’から濾過室21’へ流入せしめられる
と、導水部材61の中空部61aから開放部61bを通じて研磨
排液が濾過室21’の底部へ導かれ、底部に当たった液が
濾過室21’内の研磨排液を下側から巻上げながら緩速撹
拌する。また、濾過室21’を満たした研磨排液の一部は
導水部材61の中空部61aから連通管32’を通じて濾過室2
2’側へ流入するが、濾過室22’においても同様の導水
部材61が連通管32’に連設されているためにその室内で
も緩速撹拌作用が生じる。したがって、上記の実施形態
における下向管51,52に代えて導水部材61を適用しても
同様の効果が得られる。また、導水部材61の着脱は比較
的容易であることから濾布27’,28’,29’,30の取り替
え作業が簡単になる等の利点がある。

【００４５】ところで、濾過ケーキの回収が行われた後
の濾布27’,28’,29’,30’は再び濾過板6’,7’,8にセ
ットされ、初期状態とほぼ同様の状態で図４の手順を繰
り返すことができるが、その２回目以降の手順において
は回収した濾過ケーキの一部を通常の濾過助剤と混合し
てプレコート槽45に投入する。即ち、本実施形態の装置
によれば、濾過ケーキとして、プレコート層(濾過助剤)
と共に凝集力が強く通水性の良い粗大化粒子からなる堆
積層が得られており、それを新たな濾過助剤と混合して
用いれば濾過助剤の使用量を節減できる。

【００４６】更に、図４の手順を繰り返す度に濾過助剤
に対する濾過ケーキの比率を増してゆくと、プレコート
槽45における粗大化粒子の純度が徐々に大きくなり、数
次の前記手順の繰り返しによって濾過助剤に代えて濾過
ケーキをそのまま適用したプレコート処理を行えるよう
になる。これにより、消耗品である濾過助剤の使用量を
大幅に節減させると共に、濾過ケーキだけを用いた濾過
では回収ケーキから濾過助剤の分離処理を施す必要がな
くなり、そのまま研磨排液に含まれていた銅成分を回収
して再利用することが可能になる。

【００４７】

【発明の効果】本発明は以上の構成を有していることに
より、次のような効果を奏する。請求項１から請求項３
の発明は、濾過板に対する注入管や連通管の配設位置と
下向管の連設を施すという機械的な構成により濾過室内
で定常的な緩速撹拌作用を生じさせ、濾過対象液のコロ
イド粒子の凝集を促進して凝集力が強く通水性の良い粗
大化粒子を生成させることで、濾過抵抗の低減による濾
過効率の大幅な向上を実現する。また、この発明によれ
ば凝集剤を用いる必要がないため、濾過水の循環再利用
を容易にする。請求項４の発明は、濾過媒体(濾布とプ
レコート層と堆積層)の濾過作用を逐次回復させながら
濾過プロセスを実行することを可能にし、濾過効率の大
幅な向上を実現する。請求項５の発明は、請求項２の発
明において、各回の回復プロセス実行に係るインターバ
ル時間を目安としてリアルタイムな濾過状況を判断し、
濾過体の開枠と濾過ケーキの回収を最も効率的な稼動ス
ケジュールで実行させることを可能にする。請求項６の
発明は、濾過助剤の使用量を大幅に節減させて産業廃棄
物の量を少なくし、また濾過助剤に代えて回収された濾
過ケーキを適用する場合にあっては濾過助剤が不要にな
る。更に、数次のプレコート・濾過プロセスの実行によ
って濾過ケーキに濾過助剤が含まれていない状態になる
と、分離処理を施すことなく濾過対象液に含まれていた
微粒子成分を回収して再利用することが可能になり、資
源の有効利用を図るための工程を簡素化できるという利
点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の濾過脱水装置における濾過体(濾過板
が閉枠された状態)の断面図である。

【図２】濾過室の下部付近の拡大断面図(濾過室の緩速
撹拌状態も示す)である。

【図３】濾過脱水装置のシステム構成図である。

【図４】濾過脱水装置のシステムの動作手順を示すフロ
ーチャートである。

【図５】導水部材の外観斜視図である。

【図６】下向管に代えて図５の導水部材を適用した場合
における濾過室の下部付近の拡大断面図(濾過室の緩速
撹拌状態も示す)である。

【図７】従来技術に係る濾過脱水装置の正面図(Ａ)及び
そのＹ-Ｙ矢視断面図(Ｂ)である。

【図８】濾過体の開枠状態を示す斜視図である。

【図９】濾過体(濾過板が閉枠された状態)の断面図であ
る。

【図１０】濾過脱水装置のシステム構成図である。

【図１１】開枠状態における濾過体の断面図である。

【図１２】濾過後の濾過媒体部分にプレコート層と堆積
層が形成されている状態を示す拡大断面図である。

【符号の説明】

1,2…側板、3,4…フレーム、5a,5b…ガイド棒、6,6’,
7,7’,8…濾過板、6a,6a’,7a,7a’,8a…枠部、6b,6
b’,7b,7b’,8b…中央板部、9a,9b,10a,10b,11a,11b…
フック、12…油圧シリンダ、12a…作動ロッド、13…押
圧板、14a,14b,15a,15b…チェーン、16…容器、17…シ
ューター、18…台車、19…スタンパ、21,21’,22,22’
…濾過室、23,23’,24,24’,25,25’,26…ネット(通水
層)、27,27’,28,28’,29,29’,30…濾布、31,31’…注
入管、32,32’…連通管、33,33’,34,34’,35,35’,36
…排水孔、41,42,43,49…バルブ、44…ポンプ、45…プ
レコート槽、46…原液槽、47…プレコート層、48…堆積
層、50…循環利用槽、51,52…下向管、53…研磨排液の
供給流路(正ブロー時のエアー供給流路も兼用)、54…圧
力計、55…切換え弁、56…逆ブロー用の管経路、61…導
水部材、61a…中空部、61b…開放部、61c…孔、62,64…
フランジナット、63…棒。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】中央板部と枠部とからなる濾過板の中央
板部に通水層を介在させて濾布を展着しておき、複数の
濾過板の枠部同士を接合させて１又は２以上の濾過室を
構成する濾過体を具備し、濾過体を構成する一端の濾過
板には中央板部と濾過室側にのみ施されている通水層と
濾布とを貫通した注入管が、また濾過室が複数構成され
る場合にあっては中間に位置する濾過板の中央板部とそ
の両側面に施されている通水層と濾布とを貫通した連通
管が設けられており、注入管を通じて外部から濾過室へ
濾過対象液を注入し、各濾過板の通水層の最下部に設け
られた排水孔を通じて濾過水を外部に排出させる濾過脱
水装置において、注入管と連通管を濾過室の下部領域に
設けると共に、注入管の濾過室側及び連通管の流出側に
濾過対象液を濾過室の底面近傍へ導く導水部材を連設し
たことを特徴とする濾過脱水装置。
【請求項２】前記導水部材が、エルボ状に形成された
管部材である請求項１に記載の濾過脱水装置。
【請求項３】前記導水部材が、濾過室の厚みに相当す
る長さを有し、注入管及び連通管の軸方向に中空部が形
成されていると共に、その下方側に開放部が形成された
成形部材である請求項１に記載の濾過脱水装置。
【請求項４】請求項１、請求項２、又は請求項３に記
載の濾過脱水装置において、注入管へ濾過対象液を供給
する管経路にその管内の圧力を計測する圧力計を設ける
と共に、前記管経路にエアーを供給するエアー供給系を
設け、圧力計の計測値が所定以上になった場合に、濾過
対象液の注入を一端停止し、エアー供給系から前記管経
路にエアーを供給する正ブローを行い、その後に濾過対
象液の注入を再開するプロセスを実行することを特徴と
した濾過脱水方法。
【請求項５】圧力計の計測値に基づいた前記プロセス
が複数回連続して実行されている状態において、注入管
への濾過対象液の供給開始時から圧力計の計測値が所定
以上になるまでの時間を計測し、その計測時間が所定以
下になった段階で、濾過対象液の注入を停止し、エアー
供給系から前記管経路にエアーを供給して濾布に付着し
ている濾過ケーキの脱水を行うための正ブローと、各濾
過板の排水孔にエアーを供給して濾過ケーキに剥離性を
与えるための逆ブローとを実行し、その後に各濾過板の
接合状態を開放して濾過ケーキを濾布から剥離させるこ
とを特徴とした請求項４に記載の濾過脱水方法。
【請求項６】請求項１、請求項２、又は請求項３に記
載の濾過脱水装置において、プレコートの実行の際に、
通常の濾過助剤に対して事前に剥離・回収した濾過ケー
キの一部を混合したものを、又は通常の濾過助剤に代え
て回収ケーキの一部を濾過助剤として適用することとし
た濾過脱水方法。