專利名稱:移動式維修系統的制作方法
技術領域:
本發明涉及除去流體中含有的被除去物的被除去物除去裝置及移式維修系統。
背景技術:
一般的說,金屬、陶瓷等無機固體、有機類固體在進行切削、打磨或粉碎等處理時,會產生微粒。而這些微粒一般是隨水等流體流出,以排水及污水的形式排出。本發明就涉及這種排出水的再利用系統。
目前,減少工業廢物,從生態學觀點來看是一個重要課題,也是面向21世紀的企業的課題。這些工業廢物中有各種各樣的排水及污水。
下面,將以水及藥品等流體中含有被除去物的物質的排水進行說明。這些排水用高價的過濾處理裝置等除去上述被除去物,使排水成為再次利用的清潔流體,不能除去的殘留物質作為工業廢物而被處理掉。特別是水,以清潔的狀態返回河流及海洋等自然界,從而能夠被再次利用。
但是,由于存在過濾處理等的設備費、運轉費等問題,所以采用這些裝置是非常困難的,也就成為了環境問題。
從這點可知,污水處理的技術從環境污染和再循環的角度來看都是重要的問題,人們迫切希望早日出現低建設費、低運轉費的系統。
作為一個例子,下面說明半導體領域的排水處理。一般的,在切削或打磨金屬、半導體、陶瓷等板材時,考慮到防止設備溫度上升、增加潤滑性、研削碎屑或切削碎屑附著在板材上等問題,供給水等流體。
例如,切割、打磨半導體材料的板材半導體晶片時,采用流動純水的方法。切割裝置中,為了防止切割刀口溫度的上升,或為了防止切割碎屑附著在晶片上,使純水在半導體晶片上流動,或對著刀口放置一個放出純水用的噴嘴。另外在打磨過程中,減少晶片厚度時,基于同樣的理由流過純水。這里也可以用蒸餾水代替純水。
另一方面,在“環境優美”的主題下,混入上述半導體晶片的切割碎屑或打磨碎屑的排水通過過濾成為潔凈水返回自然界,或者再利用,并回收濃縮后的排水。
目前,在半導體制造中,以Si為主體的碎屑混入排水處理中,包括凝聚沉淀法、將過濾器過濾及離心分離機組合的方法,各半導體生產廠家常采用這兩種方法。
在所述的凝聚沉淀法中,在排水中混入作為凝聚劑的PAC(聚氯化鋁)或Al2(SO4)3(硫酸礬土)等,生成與Si的反應物,通過排水的過濾,除去這些反應物,。
在過濾器過濾及離心機分離組合的方法中,過濾排水,然后離心機分離濃縮的排水,回收淤泥,同時將過濾排水得到的潔凈水排放到自然界中,或者進行再利用。
例如圖14所示,切割時產生的排水收集在原水罐201中,通過泵202送到過濾裝置203。由于過濾裝置203中裝有陶瓷類及有機物類過濾材料F,所以過濾后的水通過導管204送到回收水罐205而被再次利用。或排放到自然界中。
另一方面,過濾裝置203的過濾材料F的孔眼由于會堵塞,所以應該定期進行清洗。例如,關閉原水罐201一側的閥門B1,打開閥門B3及向原水罐輸送后來產生的洗滌水的閥門B2,用回收水罐205中的水,反向清洗過濾材料F。這樣生成的混入高濃度Si屑的排水就又返回到原水罐201中。另外,濃縮罐206中的濃縮水通過泵208輸送到離心分離機209中,經離心分離機209分離成淤泥(sludge)與分離液。使得由Si屑組成的淤泥收集在淤泥回收罐210中,分離液收集在分離液罐211中。而且,收集了分離液的分離液罐211的排水通過泵212被輸送到原水罐201中。
例如在回收切割、研磨以Cu、Fe、Al等金屬材料為主要材料的固體或板材、陶瓷等由無機物組成的固體及板材時產生的碎屑時,也可以采用同樣的方法。
但是,在所述的聚集沉淀法中,由于使用了作為凝聚劑的化學藥品,所以在過濾水中投放了上述化學藥品。但是,要確定硅屑完全反應的藥品量是非常困難的,總都會投放過量藥品,殘留未反應的藥品。反過來,如果藥品的量少,不能使所有Si屑聚集沉淀,則硅屑就不能被全部分離而殘留在其中。特別是藥品過量時,上清液中殘留有藥品。再利用時,由于過濾水中殘留有藥品,所以存在由于避免化學反應的物質不能再利用的問題。例如殘留有藥品的過濾水流到晶片上,由于能夠引起不利的反應,存在不能作為切割時使用水的再利用的問題。
另外,藥品與硅屑的反應物呈絮凝狀,可以生成如藻類的浮游物。形成這種絮凝物的條件是必須對PH嚴格要求,應維持在約6-8之間,這樣就必須有攪拌機、PH測定裝置、沉淀劑的注入裝置及控制這些裝置的控制部件等。另外,為了使絮凝物穩定,并使之沉淀,必須有很大的沉淀槽。例如如果排水處理能力為3m3/l小時,就要求有直徑3米、深4米的罐(約15噸的沉淀罐),整個系統就必須占地約11米×11米,最終成為一個大系統。
而且沉淀槽中也有不沉淀而是浮游的絮凝物,恐怕這些物質從罐中流到外面,全部回收是很困難的。即由于設備很大、整個系統的設備費高、水的再利用難、使用藥品,因而造成設備運轉費高等問題。
另一方面,如圖14,在使用5m3/l小時的過濾器過濾與離心分離機的組合方法中,由于在過濾裝置203中使用了過濾材料F(稱作UF組件,是由聚砜類纖維或陶瓷過濾材料構成),使水的再利用成為可能。但是,過濾裝置203中有4個過濾材料F,由于過濾材料F的壽命,至少每年必須更換1次高達約50萬日元/個的過濾材料。而且由于過濾材料F采用加壓型過濾方法,所以過濾裝置203前面的泵202的電動機的負荷大,泵202的容量高。另外,通過過濾材料F的排水中有2/3的返回原水罐201中。而且,泵202為了輸送混有硅屑的排水,泵202的內壁容易磨損,所以泵202的壽命非常短。
總結上面的觀點,由于支付電動機的電費非常大,換取泵P及過濾材料F的費用大,所以存在設備運轉費用非常大的問題。這些數據與本發明系統進行比較,數據如圖12所示。存在以上系統過大、過濾材料的更換、過濾材料的清洗、運轉費用等問題。
從以上說明可知,為了盡可能的除去對地球環境有害的物質,使用各種各樣的設備組成一個花費很大的系統,其結果造成設備費、運轉費的膨脹。
發明內容
鑒于上述課題,本發明的目的在于提供一種低價的、容易維修的流體中被除去物的除去裝置。
因此,本發明提供一種利用流體所含被除去物中至少一部分組成的過濾材料除去上述被除去物而構成的裝置。
使用由被除去物堆積形成的過濾材料,能夠形成比構成過濾材料被除去物還小的過濾孔。這樣,通過小孔,能夠除去更小的被除去物。
第2,使含有被除去物的流體通過第1過濾材料,則在上述第1過濾材料表面形成由上述被除去物組成的第2過濾材料,通過除去上述流體中的上述被除去物形成過濾材料。
在第1過濾材料表面可以形成由比第1過濾孔小的孔組成的第2過濾材料,從而提高過濾性能。
第3,通過采用使含有被除去物的流體在第1過濾材料中循環的方法,在上述第1過濾材料表面形成由上述被除去物組成的第2過濾材料,從而解決了除去上述流體中上述被除去物的問題。
通過循環,在第1過濾材料表面逐步形成由比第1過濾孔小的孔構成的第2過濾材料,而且,由于通過第1過濾孔的小的被除去物還在循環,最終形成即使從第1過濾孔通過的小的被除去物也能夠通過第2過濾材料捕獲。
第4,解決了上述過濾材料或上述第2過濾材料含有大的不同的被除去物的問題。
由于流體中分布有大小的不同的被除去物,通過它們的堆積,可以形成流體能夠通過而且同時能夠捕獲小的被除去物的孔。
第5,上述被除去物的粒徑分布有2個峰值,而第1過濾材料的孔介于2峰值之間。
介于2峰位之間的第1過濾材料的孔,最初能夠捕獲粒徑大的被除去物。而且被捕獲的被除去物以各種各樣的形態堆積,形成小孔的第2過濾材料,而且由于在被捕獲的被除去物間留有能夠使流體通過的縫隙,所以能夠形成可以捕獲小的被除去物同時又能通過流體的過濾材料。
第6,通過檢測手段檢測出通過上述第1過濾材料的流體中混入被除去物的程度,在達到一定值以下的時候下停止循環。
最初或開始時,出現混有小的被除去物的過濾流體,通過循環,能夠形成即使這些小的被除去物也能被捕獲的過濾材料。因而如果確認到達了一定的混合程度,停止循環,開始過濾,能夠以所需的過濾精度進行過濾。
第7,通過檢測手段檢測出通過上述第1過濾材料的流體中混入被除去物的程度,在達到第2個規定值以上時再開始循環。
如果發生第1過濾材料損壞,第2過濾材料崩裂的事故,造成本應被捕獲的被除去物混入到過濾水中,對再利用帶來不良影響。但是在檢測出事故時,直接使之循環,防止出現該被捕獲的被除去物混入過濾水,防患于未然。
第8,通過上述第1過濾材料吸入上述流體。
如果是吸入型的,儲存流體及浸漬過濾器的儲存槽優選開放型的。如果是加壓型的,儲存槽必須是密閉型的,而且構造復雜。
第9,在上述第2過濾材料表面設置給予外力部件。
第2過濾材料由于被除去物的聚集,如果給予外力,可以去除第2過濾材料的全部或第2過濾材料的表層,從而能夠更新過濾性能,或維持過濾性能。
第10,使用通過上述外力使上述第2過濾材料表面的被除去物一部分脫離的部件。
除去造成堵塞的被除去物,能夠在被除去物間形成縫隙,從而確保流體的通道。
第11,上述第1過濾材料由聚烯烴類高分子材料組成。
第1過濾材料由于有耐堿性和耐酸性,也可以過濾混入藥品的流體。而且,第1過濾材料能夠以被浸漬的狀態直接凝聚沉淀。
第12,上述被除去物是無機固體或有機固體。
被除去物是粒徑不同的固體,可以形成各種各樣的縫隙。因此,能夠捕獲更小的被除去物,而且可以更多的確保流體通道。
本發明的第1種除去流體中被除去物的裝置,其特征在于具有過濾裝置,具有第1過濾材料和由在上述第1過濾器的表面上堆積的堆積物構成的第2過濾器;和氣泡產生裝置,設于上述過濾裝置的下方,沿上述第2過濾材料產生氣泡;由上述過濾裝置進行流體的過濾,同時上述氣泡產生裝置產生上述氣泡。
本發明的第2個的除去流體中被除去物的裝置,其特征在于構成上述第2過濾材料的堆積物至少是由上述流體中含有的被除去物的一部分組成。
本發明的第3個的除去流體中被除去物的裝置,其特征在于上述過濾裝置有一定的縫隙,和形成設置第1過濾材料的內部空間,在上述第1過濾材料表面堆積而成的第2過濾材料,從而設置從上述內部空間吸引流體的吸引部件。
本發明的第4個的除去流體中被除去物的裝置,其特征在于上述過濾裝置被框架支持在其周圍,具有與上述框架的深度相等的縫隙,隔著內部空間的相反方向,有由在上述空間的底面及頂面設置的2塊過濾材料組成的第1過濾材料和在第1過濾材料的外表面堆積而成的第2過濾材料,在上述框架的一部分上設置導管,連接上述導管,從而過濾材料就有了從上述內部空間吸入流體的吸入部件。
本發明的第5個如權利要求4所述的除去流體中被除去物的裝置,其特征在于在上述內部空間有將縱向縱向延伸分隔成多個段的隔板,流體進入上述區域內,被吸入到上述導管中。
本發明的第6個的除去流體中被除去物的裝置,其特征在于至少在有底圓筒體的側周面的一部分有設置的第1過濾材料和在上述第1過濾的外表面堆積而成的第2過濾材料,貫穿上述圓筒體另一面的底部而設置導管,連接上述導管,形成從上述內部空間吸引流體的吸入部件。
本發明的第7個的除去流體中被除去物的裝置,其特征在于上述過濾材料能夠沿著上述圓筒體的軸轉動。
本發明的第8個的除去流體中被除去物的裝置,其特征在于上述過濾材料能夠浸在收集含有上述被除去物流體的罐中。
本發明的第9個的除去流體中被除去物的裝置,其特征在于上述第2過濾材料是使上述含有被除去物的流體循環通過上述第1過濾材料而形成的。
本發明的第10個的除去流體中被除去物的裝置,其特征在于具有將通過上述過濾器除去上述被除去物中一部分的流體取出的第1個輸送部件,及使上述流體返回罐中的第2個輸送部件,及回收或排放上述流體的第3個輸送部件,以及從上述第1個輸送手段取出的上述流體切換成用上述第2個輸送部件或第3個輸送部件中任何一個輸送時的切換部件。
本發明的第11個的除去流體中被除去物的裝置,其特征在于上述切換部件,在開始除去上述被除去物后,在所規定的時間內,通過上述第1個輸送部件及上述第2個輸送部件能夠使上述流體循環。
本發明的第12個的除去流體中被除去物的裝置,其特征在于經過上述所規定的時間后,采用上述切換部件,通過上述第1個輸送部件及上述第3個輸送部件,回收或排放除去上述被除去物的流體。
本發明的第13個的除去流體中被除去物的裝置,其特征在于具有檢測通過上述第1過濾材料的流體中所含被除去物混入程度的檢測部件,其檢測結果,在達到第1規定值前,采用上述切換部件,通過上述第1個輸送部件及上述第2個輸送部件使上述流體循環,達到第1規定值以下后,采用上述切換部件,通過上述第1個輸送部件及第3個輸送部件,回收或排放除去被除去物的流體。
本發明的第14個述的除去流體中被除去物的裝置,其特征在于上述切換部件能夠控制在上述循環中停止向上述罐內供應上述流體,在循環結束后開始向上述罐內供應上述流體。
本發明的第15個的除去流體中被除去物的裝置,其特征在于具有檢測通過上述第1過濾材料的流體中所含被除去物混入程度的檢測手段,其檢測結果在達到第2規定值以上時,采用上述切換部件,通過上述第1個輸送部件及上述第2個輸送部件使上述流體循環到上述罐中。
本發明的第16個的除去流體中被除去物的裝置,其特征在于上述檢測部件設置在上述第1個輸送部件或上述第3個輸送部件中。
本發明的第17個的除去流體中被除去物的裝置,其特征在于設置有向上述罐內的上述過濾材料施加外力的部件。
本發明的第18個的除去流體中被除去物的裝置,其特征在于上述施加外力的部件是間歇式施加外力的部件。
本發明的第19個的除去流體中被除去物的裝置,其特征在于上述施加外力的部件是沿上述第1過濾材料表面供給氣體的部件。
本發明的第20個的除去流體中被除去物的裝置,其特征在于上述施加外力的部件是施加能使構成上述第2過濾材料的被除去物的一部分達到脫落程度的外力的部件。
本發明的第21個的除去流體中被除去物的裝置,其特征在于上述過濾材料按垂直方向設置,上述施加外力的部件是給予氣泡上升力的部件。
本發明的第22個的除去流體中被除去物的裝置,其特征在于上述施加外力的部件是對上述過濾材料給予機械振動的部件。
本發明的第23個的除去流體中被除去物的裝置,其特征在于上述施加外力的部件是對上述流體產生聲波的部件。
本發明的第24個述的除去流體中被除去物的裝置,其特征在于上述施加外力的部件是對上述流體產生液流的部件。
本發明的第25個的除去流體中被除去物的裝置,其特征在于上述第1過濾材料是由聚烯烴類高分子構成構成。
本發明的第26個的除去流體中被除去物的裝置,其特征在于上述第1過濾材料表面具有凹凸狀。
本發明的第27個的除去流體中被除去物的裝置,其特征在于述第1過濾材料具有采用框架,在其兩面貼合過濾材料、其間形成間隙的結構。
本發明的第28個的除去流體中被除去物的裝置,其特征在于上述第2過濾材料含有Si、SiGe、Al2O3、Si氧化膜、金屬氧化物、或元素周期表中IIa族~VIIa族、IIb族~VIIb族元素中的至少1種。
本發明的第29個的除去流體中被除去物的裝置,其特征在于上述第2過濾材料含有Si。
本發明的第30個的除去流體中被除去物的裝置,其特征在于上述第2過濾材料以片狀的Si為主成分。
本發明的第31個的除去流體中被除去物的裝置,其特征在于上述第2過濾材料以機械加工過程中產生的機械加工碎屑為主成分。
本發明的第32個的除去流體中被除去物的裝置,其特征在于包括將上述罐中含有被除去物的流體凝聚沉淀的部件。
本發明的第33個的除去流體中被除去物的裝置,其特征在于上述凝聚沉淀過程中使用的是沉淀材料。
本發明的第34個的除去流體中被除去物的裝置,其特征在于上述罐中具有高度不同的多個排水口,通過上述排水口上述凝聚沉淀后的上述流體可以分層排水。
本發明的第35個的除去流體中被除去物的裝置,其特征在于在罐的底部具有排出口,具備從上述排出口回收上述流體濃縮得到的濃縮液和/或沉淀層的回收部件。
另外,根據本發明的一種移動式維修系統,其特征在于,通過移動體巡回顧客,進行過濾裝置的維修作業。
根據本發明,上述移動體搭載有由排水管及供應管組成的過濾設備,具有過濾裝置的罐內含高濃度被除去物的排水,通過在上述顧客側罐底部設置的排水管導入上述移動體上搭載的維修用過濾裝置中,回收在上述維修用過濾材料中的被除去物,具備再次返回到顧客側罐中的回收部件。
根據本發明,上述移動體用通信網控制,使用位置檢測系統,用控制室控制進程,通過調節巡回路徑及時間構成。
圖1是說明本發明實施方式涉及的濾膜的圖。
圖2是說明本發明實施方式涉及的濾膜的圖。
圖3是說明切割時產生的排水中的硅屑粒度分布的圖。
圖4是說明本發明的過濾方法的圖。
圖5是說明本發明采用的過濾裝置的圖。
圖6是說明本發明采用的過濾裝置的圖。
圖7是說明圖5和圖6的過濾工作的圖。
圖8是說明本發明的過濾方法的系統圖。
圖9是說明將本發明的過濾方法應用到切割裝置中的系統的圖。
圖10是說明本發明的過濾方法的系統圖。
圖11是說明打磨等切削或研磨方法的圖。
圖12是比較本發明過濾系統與以前的裝置的圖。
圖13是說明以前的過濾系統的圖。
圖14是說明本發明實施例的維護系統的圖。
具體實施例方式
本發明是用被除去物構成的過濾材料除去混有金屬、無機物或有機物等被除去物的流體(排水),例如被除去物是在將晶體坯料切割成晶片時、切割半導體晶片時、打磨時、CMP(Chemical-Mechanical Polishing)或晶片拋光等時候產生的。
該被除去物為Si、氧化Si、Al、SiGe、密封樹脂等有機物和其它絕緣材料或金屬材料。另外,化合物半導體為GaAs等化合物半導體。
另外,最近在CSP(chip scale package)的制造中采用切割方法。這是在晶片的表面涂覆樹脂,最后將密封樹脂于晶片一起打磨。另外,在陶瓷基板上按照矩陣狀配置半導體碎屑,包括陶瓷基板都被樹脂涂覆,最后切割密封的樹脂和陶瓷基板。這也是在切割時產生被除去物。
另一方面,在半導體領域以外產生被除去物的場合也很多。例如,在使用玻璃的工業中,液晶儀表板、EL表示裝置的液晶儀表板等由于玻璃基板的切割、基板側面的打磨等產生的玻璃屑應屬于被除去物。另外,在電力公司和鋼鐵公司,采用煤作為燃料,煤產生的粉體應是被除去物,而且從煙囪冒出的煙中混有的粉體也相對于被除去物。另外,礦物加工、寶石加工、墓石加工產生的粉體也是。而且,用車床等加工時產生的金屬屑,通過陶瓷基板等的切割、打磨產生的陶瓷屑等也應屬于被除去物。
這些被除去物是通過打磨、切削或粉碎等加工產生的,為了除去被除去物,用水、藥品等流體沖洗。因此,導致該流體中混有被除去物。
下面,參照圖1~圖3說明本發明的裝置的概要。另外,如上所述的流體、被除去物是各種各樣的,這里對采用水作為流體、在水中含有切削產生的被除去物的情況進行說明。
圖1的符號10是第1過濾膜,11為過濾孔。另外,在過濾孔11的露出部分和第1過濾膜10的表面形成層狀的膜為被除去物,該被除去物12分為不能通過過濾孔11的大的被除去物12A和可以通過過濾孔11的小的被除去物12B。在圖中用黑圓圈表示的是可以通過的小的被除去物12B。
另外,這里可以采用的濾膜從原理考慮可以采用有機高分子類、陶瓷類中任意一種膜。但是,這里采用的是聚烯烴類高分子膜。
圖1的第1過濾膜10的上方有含有被除去物的排水,在第1過濾膜的下方生成了通過第1濾膜10過濾得到的過濾水。排水按照箭頭方向流動,由于使用過濾膜10過濾上述排水,使水自然下落或加壓使之向圖的下方移動。另外,由過濾水所在的一側吸入排水。另外,第1過濾材料的膜10是水平設置的,也可以象圖7一樣縱向設置。
如上所述,通過濾膜對排水進行加壓或吸引,結果排水通過了第1過濾膜10。這時,不能通過過濾孔11的大的被除去物12A殘留在第1過濾膜10的表面。
本發明的要點在于在過濾膜10的表面被捕獲的被除去物,被除去物的殘留層用作第2過濾膜13。
通過切削、打磨或粉碎等機械加工產生的被除去物其大小(粒徑)在某種范圍內分布,但是各種被除去物的形狀是不同的。另外,在第1過濾膜10所浸泡的排水中,被除去物是隨機排列的。而且,從大的被除去物到小的被除去物不規則地向過濾孔11移動。這時,比過濾孔11小的被除去物12B通過,而比過濾孔11大的被除去物12A被捕獲。而且,在被捕獲的大的被除去物12A形成第2濾膜13的初始層,該層形成了比過濾孔11小的過濾孔,通過該小的過濾孔可以捕獲大的被除去物12A乃至小的被除去物12B。這時,由于被除去物的形狀各不相同,被除去物與被除去物之間可以形成各種各樣的間隙,水以該間隙作為通道進行移動,最終被過濾。這與海濱沙灘排水良好非常相似。
該第2過濾膜13在隨機捕獲大的被除去物12A乃至小的被除去物12B的同時逐漸成長,在確保水(流體)的通道的同時隨機捕獲被除去物12B。而且僅由于第2過濾膜13是以層狀殘留的,被除去物容易移動,因此通過在層的附近使氣泡通過、給予水流、給予聲波或超聲波、給予機械振動以及用刮漿器刮可以簡便的使第2過濾膜13的表面向排水層移動。也就是說,具有下述優點即使第2過濾膜13的過濾能力低下,通過在第2過濾膜13施加外力可以很簡便地恢復其能力。另外如果換一種方式表達,即過濾能力低下的原因主要是堵塞,可以使發生該堵塞的第2過濾膜13表層的被除去物再度移動到流體中,從而消除堵塞。
但是,在第1過濾膜10是新安裝時,由于在第1濾膜10的表面尚未形成被除去物12的層(第2過濾膜13),另外在第1過濾膜10上僅形成了很薄的第2過濾膜13的層時,小的被除去物12B可以通過過濾孔11。這時,其過濾水再度返回貯存排水的一側,直到確認小的被除去物12B被第2過濾膜13捕獲。而且確認之后,粒徑如通過的較小被除去物12B的較小被除去物依次被捕獲,安裝所規定的潔凈度過濾排水。
安裝被除去物檢測部件(如圖8所示的光傳感器67),可以檢測出上述被除去物的混入率,從而容易進行上述確認,如下文所述。
本發明的第2個要點在于在未形成第2過濾膜13時,或過濾水中殘留有小的被除去物12B時,該過濾水有時返回到排水側。該返回進行的過程中,由過濾孔11捕獲的被除去物12在過濾膜10的表面以膜的形狀層狀增長,第1濾膜10表面的第2濾膜13具有各種過濾孔徑,逐步捕獲粒徑小至粒徑大的物質。而且慢慢變厚,可以通過第1過濾膜10的小的被除去物12B或與該被除去物12B同樣大小、甚至更小的被除去物被捕獲,過濾水幾乎達到不含被除去物的情況。
該情況如圖2所示。而且,確認過濾水中不含有規定大小的被除去物(或達到比規定的混入程度小)后,該過濾水可以再利用。而且,過濾水也可以返回到自然界中。
另外,過濾水中殘留有被除去物12B時,該過濾水不返回,轉移到另一罐中,確認該小的被除去物12B或與該被除去物12B同樣大小的被除去物已被捕獲之后,過濾水可以再利用,也可以返回到自然界中。
另外,第2過濾膜13的上層儲存的排水逐步濃縮。
圖3所示曲線圖表示切割Si晶片時產生的切削碎屑的粒徑分布。大約在0.1μm~200μm的范圍內。
另外,由于測定粒徑分布的裝置不能檢測出小于0.1μm的粒子,因而沒有表示出小于0.1μm的切削碎屑的分布。實際上,可以推斷出含有比之更小的物質。依據試驗可知對混有該切削碎屑的排水進行過濾時,這些切削碎屑形成第1過濾材料膜,捕獲直到0.1μm以下的切削碎屑。
例如,如果要除去直到0.1μm的切削碎屑,一般認為應采用形成了比該尺寸更小的孔的過濾材料。但是,從上述說明可知分布為大粒徑和小粒徑時,即使采用的過濾孔大小在其之間,也可以捕獲0.1μm以下的切削碎屑。
相反,如果除去物的粒徑的峰值僅在0.1μm處,大概過濾材料會馬上堵塞。從圖3可知出現了大粒徑和小粒徑的兩個峰值,因此可以提高過濾能力。另外如果采用電子顯微鏡進行觀察,可知切削碎屑的形狀是多種多樣的。也就是說,由于至少有兩個粒徑的峰值,且切削碎屑的形狀是多種多樣的,切削碎屑之間可以形成各種各樣的間隙,形成過濾水的通道,因此引起的堵塞少,可以實現過濾能力大的過濾。
這里采用平均粒徑為0.25μm的過濾材料作為第1濾膜10。但是,如果分布的圖向左或向右變化時,根據其分布也可以改變第1過濾材料的孔徑。例如如果向右移動,也可以采用大于0.25μm的孔徑。一般,孔徑大通過過濾膜的被除去物增加,但是如果過濾水返回排水中的時間長,最終幾乎全被第2濾膜12B捕獲。當然過濾材料的孔徑越小,達到小的被除去物可以被捕獲的時間越短。
圖4是過濾水返回到排水一側的示意圖。符號20表示原水罐或固定過濾材料的部件(外框架)等,21表示濾膜。
如果對20為罐(儲槽)的情況進行說明,過濾膜21的上層儲存有排水22,過濾膜21的下層儲存有過濾水23。該儲存的過濾水23通過泵24輸送到各種場所。25是切換閥門。如上所述,由于最初存在通過過濾膜21的被除去物,切換閥門使過濾水返回到罐20的上層。而且,檢測過濾水,如果被除去物的混入程度(含有量(率))達到所需的值,或被除去物消失后,切換閥門使過濾水流向管26。這樣流到管26的過濾水是完全不含被除去物的過濾水,或具有所需混入量(率)的過濾水,可以再利用。另外,也可以作為潔凈的水返回到自然界中。切割排水過濾時,可以作為再次切割時流過的水進行再利用。另外,也可以作為焊錫的洗滌或打磨用水、冷卻水進行再利用。
圖中,作為使排水通過過濾器的方法采用了吸入的方法,也有自然下落、在排水22一側加壓的方法,該吸入、加壓可以提高過濾能力。
另一方面,符號20如果是過濾材料的固定部件(例如外框架),管道27、28密封的安裝在該固定部件(外框架)上。而且,在管道27的一側加壓,如果用泵24進行吸入,可以進行過濾。作為圖,舉例說明安裝過濾裝置,水的通道(管道)在中途阻斷。
其次,在圖5~圖8中,說明過濾裝置35罐浸漬(原水罐)50中的情況。在圖5a中,符號30為如畫框形狀的框架,該框架的兩面貼合固定有過濾膜31、32。而且,在框架30、過濾膜31、32圍成的空間33中,通過吸入管道34,產生由過濾膜過濾產生的過濾水。而且,通過框架30上密封設置的管道34排出過濾水。當然過濾膜31、32和框架30是完全密封的,以使排水不能進入過濾膜以外的上述空間。
由于圖5a的過濾膜31是薄的樹脂膜,吸入時會向內側彎曲,有時也會被破壞。因此,這個空間應盡量小,為了提高過濾能力,必須形成大量這種空間。這些如圖5b所示。圖中,空間33只表示出了9個,實際上可以形成多數個。另外,實際上采用的過濾膜32是約0.1mm厚的聚烯烴類高分子膜,如圖所示,薄的過濾膜可以形成袋狀,在圖中如FT所示。在該袋狀的過濾膜FT中插入與管道34一體的框架30,上述框架30與上述過濾器FT貼合。符號RG是按壓部件,從兩側按壓,使濾膜31貼合在框架上。而且,從按壓部件的開口處OP,露出過濾膜31。用圖6再度詳細說明。
圖5c中,過濾裝置35自身形成了圓筒形。安裝管道34的框架是圓筒形的,在側面設有開口處OP1、OP2。由于去除了開口處OP1和開口OP2對應的側面,在開口部笮之間設置支持過濾膜31的支持部件SUS。而且,在側面貼合過濾膜。
再使用圖6詳細描述圖5b的過濾裝置35。首先用圖6b說明相當于圖5中框架30的部分30a。
符號30a可以看見的部分為板狀。0.2mm左右薄的樹脂薄片SHT1、SHT2疊放在一起,其間在縱方向上設置有多個部件SC,樹脂薄片SHT1、SHT2、部件SC圍成空間33。該空間33的斷面為長3mm寬4mm的矩形,也可以是其它形狀,將具有該矩形斷面的麥管并列使之一體的形狀。符號30a使兩側的濾膜FT維持一定的形狀,因而以下稱作隔板。
該隔板30a的薄樹脂片SHT1、SHT2表面開有大量直徑為1mm的孔HL,其表面貼合過濾膜FT。因此,由過濾膜FT過濾得到的過濾水通過孔HL、空間33,最終由管道34排出。
而且,過濾膜F貼合于隔板30a的兩面SHT1、SHT2。隔板30a的兩面SHT1、SHT2上存在未形成孔HL的部分,這里如果直接貼合過濾膜FT1,未形成孔HL的部分相對應的過濾膜FT1沒有過濾功能,排水不能通過,因此產生不能捕獲被除去物的部分。為了防止這種現象,貼合多片過濾膜FT。一側的過濾膜FT1是被是捕獲被除去物的過濾膜,從該過濾膜FT1到隔板30a的表面SHT1設置多數片具有比過濾膜FT1的孔大的孔的過濾膜。這里過濾膜FT2貼合1片。即使框架30a的未形成孔HL的部分,也可以設置孔大的過濾膜FT2乃至貼合過濾膜FT1,因此,過濾膜FT1外部具有過濾功能,過濾膜FT1全面捕獲被除去物,第2過濾膜全面形成正反面的面SH1、SH2。另外,根據圖面的情況,濾膜SHT1、SHT2表示為矩形的片狀,實際上可以形成圖5b所示的袋狀。
其次,用圖6a、圖6c、圖6d說明袋狀過濾膜SHT1、SHT2、隔板30a和按壓部件RG是如何安裝的。
圖6a是完備的過濾裝置35的側視圖,圖6c是圖6a沿A-A線由管道34頂部到管道34的延伸方向(縱方向)的剖面圖,圖6d是沿B-B線將過濾裝置35水平剖切時的剖面圖。
從圖6c、圖6d可知,隔板30a插入到圖5b的袋狀過濾膜FT中,包括過濾膜FT在內4個側邊被按壓部件RG夾在中間。而且袋狀上縫合的3個側邊和余下的1個側邊通過涂敷在按壓部件RG上粘接劑AD1固定。另外,余下的1個側邊(袋的開口部分)于按壓部件RG之間形成空間SP,空間33產生的過濾水通過空間SP被吸入到管道34中。另外,按壓部件RG的開口部分OP全部涂滿粘接劑AD2,完全密封,形成流體不能進入過濾材料以外的結構。
因此,可以形成下述結構如果將空間33與管道34連通,吸入管道34,流體通過過濾膜的孔、隔板30a的孔HL流向空間33,由空間33經由管道34將過濾水輸送到外部。另外,構成隔板30a的片狀SHT中,除形成孔HL的區域以外都是平面,因此成為過濾膜FT的支持材料,使濾膜FT經常保持平面,形成防止第2過濾膜破壞的結構。
該過濾裝置35的工作過程大致如圖7所示。基中,如果在管道34側用泵吸入,按箭頭所示方向使水流過,進行過濾。
另外,通過第1過濾膜31、32以及由該膜31、32捕獲的被除去物層對被除去物進行捕獲,從而在縱向設置的過濾裝置上形成第2過濾膜36。這時,第2過濾膜36是由固體的被除去物聚集形成的,因此對第2過濾膜36施加外力,可以除去第2濾膜36,或除去第2過濾膜的表層。另外,所述的除去可以通過氣泡的上升力、水流、聲波、超聲波振動、用刮漿器刮表面、或用攪拌器等簡單的實現。另外,被浸漬的過濾裝置35自身也可以具有在排水(原水)中可以移動的結構,使第2過濾膜36的表層產生水流,也可除去第2過濾膜36。例如在圖7中,也能以過濾裝置35的底面作為支點,按照箭頭Y左右移動。這時,由于過濾裝置自身可以移動,產生水流,可以除去第2過濾膜36的表層。另外,同時采用下述氣泡發生裝置54時,如果采用上述可移動結構,使氣泡全部達到過濾面,有效的使被除去物向排水側移動。
另外,如果采用圖5c所示圓筒形的過濾裝置,可以使過濾裝置自身以中心線CL為軸旋轉,降低排水的阻力。通過旋轉,在濾膜表面產生水流,可以使第2過濾膜表層的被除去物向排水側移動,維持過濾能力。
圖7中,作為除去第2過濾膜的方法,例如使用上升的氣泡。氣泡沿斜線所示的箭頭方向上升,該氣泡的上升力或氣泡破裂直接對被除去物施加外力,另外氣泡的上升力或氣泡破裂產生的水流也對被除去物施加外力。而且,通過該外力,第2過濾膜36的過濾能力常時間更新,幾乎維持在一定值。
本發明的要點在于過濾能力的維持。也就是說,即使第2過濾膜36發生堵塞其過濾能力降低,如上述氣泡可以對構成第2過濾膜36的被除去物施加可以移動的外力,因此可以使構成第2過濾膜36的被除去物向排水方向移動,長時間維持過濾能力。
根據外力的施加方式,分為兩種類型。一個是完全刮去(除去)第2過濾膜的方法。這時,由于被除去物沒有在第1過濾膜上層積,小的被除去物通過了過濾膜。因此,直到確認小的被除去物被捕獲,都要使過濾水循環到裝有排水(原水)的水槽(罐)中。另外,雖然不是高效率的,但是也可以將混有小的被除去物的過濾水轉移到別的水槽中,直到確認小的被除去物被捕獲。
第2個是移動第2過濾膜31、32的極表面上形成的膜(造成堵塞的被除去物)。也就是說,由于造成堵塞的被除去物在過濾膜的規定表面上被捕獲,通過氣泡所產生的外力解除捕獲,通常可以維持一定的過濾能力。這被認為是通過施加外力可以將第2過濾膜的厚度幾乎維持在一定水平。即被除去物1個1個在過濾水的入口形成栓,通過外力打開堵塞物,過濾水由打開的地方浸入,而且如果形成堵塞物可再度通過外力打開,反復進行操作。這可以通過調整氣泡的大小、數量、氣泡存在的時間維持過濾能力。
另外,如果可以維持過濾能力,可以長時間施加外力,也可以間斷的施加。
另外,可以說在所有實施方式中過濾膜有必要完全浸在原水中。這是因為第2過濾膜如果長時間與空氣接觸則膜會干燥,出現剝落、開裂。另外,也是因為即使與空氣接觸的地方少,由于過濾膜吸入空氣,過濾能力仍會降低。
如上所述,從本發明的原理考慮,只要在第1過濾膜31、32上可以形成第2過濾膜36,第1過濾膜31、32可以是片狀的高分子膜也可以是陶瓷膜,可以是吸入型的也可以是加壓型的。但是實際上所采用的第1濾膜是高分子膜,而且是吸入型的。其理由如下所述。
首先如果制成片狀的陶瓷,則成本有相當大的增加,會出現裂縫,發生泄漏,導致不能過濾。另外,如果是加壓型的,有必要對排水加壓。如果以圖8的罐50為例,為了施加壓力,罐的上方不能是開放型的而只能是封閉型的。但是如果是封閉型的,則難以產生氣泡。另一方面,高分子膜可以是價格便宜的購得各種大小的薄層或袋狀的過濾材料。另外,由于具有柔韌性,不會出現裂縫,而且在薄層上也容易形成凹凸。通過形成凹凸,第2過濾膜可以與薄層吻合,抑制在排水中的剝落。而且如果是吸入型的,罐可以就是開放型的。
另外,如果是加壓型的,則難以形成第2過濾膜。在圖7中,如果假定空間33內存在壓力,有必要給予排水1以上的壓力。因此,過濾膜上有負荷,而且被捕獲的被除去物通過高壓被固定,被除去物難以移動。
采用高分子膜作為過濾膜的吸入型結構如圖8所示。
在圖8中,符號50是原水罐。在該罐50的上方設有管道51作為原水供給部件。混有被除去物的流體通過該管道51。例如,如果用半導體領域情況進行說明,即由切割裝置、打磨裝置、銑床拋光裝置或CMP裝置流出的混有被除去物的排水(原水)通過的該管道51。另外,該排水作為從切割裝置流出的混有硅屑的排水進行說明。
原水罐50中儲存的原水52中,設置有多個過濾裝置53。在該過濾裝置53的下方,例如在管道上開有小孔,而且設置了如魚的水槽中所用起泡裝置的起泡發生裝置54,調整其位置使之恰好通過過濾膜表面。55為空氣鼓風機。
過濾裝置53上固定的管道56相當于圖5~圖7的管道34。由過濾裝置53過濾得到的過濾水通過該管道56通過第1閥門58有選擇的向原水罐50側的管道59和再利用(或排出)側的管道60輸送。另外,原水罐50的側壁和底面安裝有第2閥門61、第3閥門62、第4閥門63和第5閥門64。另外,管道65的前端安裝的是另外設置的過濾裝置66。
由管道51供給的原水52儲存在原水罐50中,通過過濾裝置53進行過濾。該過濾裝置上安裝的濾膜的表面由于氣泡通過、氣泡的上升力或破裂,使被濾膜捕獲的硅屑移動,長時間維持其過濾能力不降低。
另外,過濾膜是新安裝,或由于休息日長時間停止,或管道56中混入了硅屑時,使用閥門58,使過濾水通過管道59循環到原水罐50中。此外,切換閥門58、閥門60,可以對過濾水進行再利用。
過濾膜是新安裝時,根據濾膜的大小、硅屑的量、吸入速度不同循環的時間不同,約4~5小時可以在濾膜表面形成第2過濾膜,形成可以捕獲直到0.1μm以下硅屑的膜。但是可以判斷出如果過濾膜尺寸小,即使30分鐘也可以。因此,如果判斷出了循環時間,也可以用定時器設定,如果經過了規定的時間,就自動切換第1閥門58。
這里,采用圖6的結構時,裝有濾膜的框架(按壓部件RG)的大小為長約100cm,寬約50cm,厚5~10mm,隔板30a的兩面安裝多個貼合0.1mm厚的濾膜的過濾裝置35。
被除去物比規定的混入率高時,過濾水是異常水,自動開始循環,使泵停止運行,停止過濾。另外,循環時,考慮到排水恐怕會從罐50中溢出來,也可以停止從管道51向罐50供給流體。以下簡單敘述這種情況。
①過濾膜是新安裝到框架上的情況。
由于尚未形成第2過濾膜,開始不能具有規定的過濾能力。因此,通過使之循環,由被過濾膜捕獲的被除去物形成第2過濾膜,使第2過濾膜成長到用第2過濾膜可以捕獲目的粒徑分布(第1規定值以下),之后,切換第1閥門58,將過濾水輸送到管道60,開始過濾。
②由于休息日、長期休假、維修等停止過濾,再次開始過濾的情況。
第2過濾膜由被除去物構成,而且存在于排水中,如果長時間停止過濾,膜會崩裂。通過循環修復該膜的崩裂,直到過濾水達到第1規定值以下,之后切換第1閥門58,開始過濾。另外,至少在過濾開始后再產生氣泡。
③在過濾水中混入應被捕獲的被除去物的情況。
第2過濾膜的一部分崩裂,或過濾膜破裂時,過濾水中混有大量被除去物。
第2過濾膜的一部分崩裂,比規定濃度(第2規定值)高的時,開始循環修補第2過濾膜,過濾水中被除去物達到規定混入率(第1規定值)后,切換第1閥門58,將過濾水輸送到管道60中,開始過濾。另外,至少在過濾開始后再產生氣泡。
另外,濾膜破裂的時,使泵57停止運行,有必要更換過濾膜或更換過濾裝置53自身。這時,由于過濾膜是新的,象①一樣進行循環。另外,也可以另準備一個過濾膜沒有破裂而且表面可以形成第2過濾膜的過濾裝置,進行替換。這時,確認第2過濾膜可以捕獲被除去物達到第1規定值,不能捕獲的場合進行循環。另外,如果要使之可以捕獲,切換第1閥門58,將過濾水輸送到管道60中,進行過濾操作。
④原水罐50的排水水面降低,濾膜與大氣接觸的的情況。
過濾膜與大氣接觸前,通過在排水中設置的水面傳感器,使泵停止運行,停止過濾。這時,也可以停止氣泡的發生。由管道51供給排水,排水水面上升,但由于排水的亂流恐怕會引起第2過濾膜的崩裂,使泵停止運行。而且如果排水完全覆蓋了過濾裝置,則泵開始運行。而且在循環過程中如果檢出被除去物,過濾水中被除去物達到規定的混入率(第1規定值),則切換第1閥門58,將過濾水輸送到管道60中。
另外,表示過濾水中被除去物濃度的第1規定值與第2規定值也可以相同,第2規定值也可以是從第1規定值中設定的某一范圍。
另外,傳感器67平時測知硅屑。作為傳感器,為了能夠經常測量,優選具有感光·發光元素的傳感器。發光元素被認為是發光二極管及激光。另外,傳感器67也可以安裝在管56的中間或管59的中間。
另一方面,原水罐隨時間濃縮。因而達到希望的濃度時,停止過濾,用PAC、或Al2(SO4)3等使之聚集沉淀,放置。于是罐中的原水就分成層狀。也就是從上層到下層分布著由微微透明的水到全部是被除去物的不透明的液體。用閥門61~64分別回收。
例如,打開第2個閥門61,通過過濾裝置66回收微透明含硅屑少的原水。接著,依次打開閥門62、63回收原水。最后,打開閥門64回收原水罐底部聚集的濃縮淤漿。
例如,如果先打開閥門64,由于原水的自重,濃縮淤漿會一起流出,而且上面的水也會流出,這樣就難以控制。因此,這里,依次打開閥門61、62、63、64進行回收。
另外,圖8下面的中央(用虛線圍成的圖)表示檢查原水罐中原水液位的方法80。在原水罐50的側面可以安裝L型的管81,另外,根據原水的液位可以安裝至少一個管82。這個管82的外徑與管81的內徑一樣,從而能夠嵌合在一起。
例如,在比管63安裝高度稍高的位置形成原水的液面,安裝這個管82,通過上方伸展的管82上的透明監視窗,能夠判定原水的液位。因此,通過這個監視窗一方面可以確定原水的液位,一方面又可以將除濃縮淤漿以外的原水去除至極限。
另外,這個管子本身如果是由玻璃等透明材料構成的,不安裝其他監視窗也可以確定原水的液位。另外,該檢查方法也可以預先安裝。
另一方面,圖8下方的左面表示的是將濃縮淤漿上方的水去除至極限的方法。也就是在原水罐50的內側安裝如圖L型的管81。在決定期間,如果特別規定了硅屑的量及濃縮淤漿的量,就能夠預先決定管81端部的高度。因此,如果將管81及82的端部安裝在比濃縮淤漿的上層稍高的地方,則至此高度,原水就會自動的流入過濾裝置66。另外,即使誤開管63,在管81及82端部的液面,能夠停止原水的流出。另外,在增減濃縮淤漿的液面時,通過摘下管82,能夠調整去除原水的收集液位。當然根據用途、液位,可以在任何位置安裝若干個管82。
上面說明了用聚集沉淀濃縮水回收的方法,這不是限制本發明。例如,原水52有一定的濃度,也可以移到其他的過濾裝置66(FD)。例如,CMP使用含有藥品和0.1μm以下砂粒的淤漿。因而作為拋光時的流水、排水能夠以比上述淤漿濃度小的物質排出。但是,被排出的原液通過過濾,濃度變大,同時產生黏性。另外,碎屑非常細小,過濾能力過早變得低下。因此,如果到達規定的濃度,也可以將原液移到其他過濾裝置FD。也就是用圖8的過濾裝置53繼續過濾,原水達到規定的濃度,也可以移入其他過濾裝置FD,進行過濾。例如,如圖8右下方,也可以采用從過濾器FT1的上層流入原水,用泵P真空吸入原水的過濾裝置。另外,也可以在濃縮回收管中安裝此過濾裝置進行回收。這里,通過過濾器FT1過濾,將高濃度的原液吸入至某一固定程度。另一方面,通過移原液至過濾裝置FD,使得原水罐50的原水液面下降,再由管51供應濃度小的原水。因而原水的濃度變淡,優選設定為如果原水完全浸潤過濾器,再次重新開始過濾。
另外,過濾裝置FD及66也可以作為除去物的回收裝置使用。例如,半導體晶片的硅屑進入的原水罐50達到規定濃度,也可以不進行聚集沉淀,而用過濾裝置66(FD)分離。分離的硅屑是在藥品中不反應的、高純度的物質,再次溶解也可以作為晶片用Si的坯料。另外也可以作為瓦的、水泥、混凝土的材料等,在各個領域中再次利用。
如上所述,圖8的系統由原水罐50、過濾裝置(浸潤·吸引)53、小型泵57組成。
特別是為了不堵塞第1過濾器,由于是低壓吸入(參照圖12),泵57可以是小型泵。另外,以前由于原液通過泵,對泵內部有磨損,壽命非常短。但是,本組成中由于是過濾水通過泵57,所以其壽命變長。因而系統的規模可以變小,為運轉泵57的電力約為1/5~1/4,進一步也大幅消減了泵的更換費用,大幅消減了設備費的1/3、全部運轉費的1/5與維修費。如果依照試驗,1年內不增加維修費就可以運轉。
另外,過濾裝置53如圖5-7由加強用的框架30與過濾膜31、32及在框架上安裝的管34簡單組成,其他只設定為輸送過濾水的管道。
過濾膜是聚烯烴類的膜,即使剝落也不會破裂,機械強度很高,對酸、堿等藥品的耐受性也很高的物質。因此以前如圖12所示,原水濃度為300毫克/升時為最大,而本發明中,可以對應達到約3倍濃度的900毫克/升的高濃度,在安裝過濾膜的情況下,也可以直接用藥品進行聚集沉淀。
另外,利用原水使之聚集沉淀時,余下的配管和泵等可以不要,能夠成為節省資源型的過濾系統。例如在安裝了5臺切割裝置的系統中,進行1次-2次/年的聚集沉淀就足夠了。這里切割的晶片達到5英寸晶片,厚625μm、重6克的程度,在寬40μm的刀下,切割形成深180-200μm的溝,計算出形成的格子平均為160個,污泥(硅屑)約為0.3克(1個約相當于5%)。
另外,過濾裝置由于用吸入裝置,如圖12所示,在低流速、低壓力下過濾,過濾膜的小孔中不會進入微粒,另外由于第2過濾膜的形成可以進一步防止微粒進入第1過濾膜的小孔中,可以提高過濾性能。另外通過空氣發泡等外力發生部件,使連續過濾成為可能。這里的過濾(吸引)速度為0.3~0.5米/天,過濾(吸入)壓力為0.2~0.5kg/cm2,濾膜的壽命預計為5年以上。另外,過濾速度、過濾壓力可以在第1過濾膜破壞或變形不會引起第2過濾膜被破壞的范圍內設定,實際上過濾速度可以是0.01~0.5米/天,過濾壓力可以是0.01kg/cm2~1.03Kgf/cm2(1大氣壓)。
另外,在0.3米/天下吸入時,1日可以處理252升/(1片過濾膜)的原水,用0.5米/天吸入時,1日可以處理450升/(1片過濾膜)的原水。另外,過濾器的框架大小約為100cm×50cm×10mm。
另外,切割過程中3~5升/分的純水是必要的,例如每年使用18000噸。以前,為了制備切割用的純水,需花費500日元~1000日元/噸。但是,采用本系統,由于可以再利用過濾水,因而可以降低成本。如上所述,設備費可以降低1/3,運行費可以降低全部的1/5和維修費可以大幅度降低。
而且,以前濃縮得到的原液是作為工業廢棄物進行處理的,但是這也需要花費300萬日元/年。但是,通過過濾水的再利用或分離的Si的再利用,廢液處理實質上為零,再資源化率達到約97.6%。
另一方面,可以防止硅屑附著在過濾膜內部,幾乎不需要以前必要的反向沖洗。
以上,對以Si晶片產生的硅屑作為被除去物進行了說明,但是本發明如實施例最初說明的那樣,可以在各種領域使用。而且在這些領域中,排水會對地球環境帶來不良影響,通過采用本發明,可以大幅度降低這種不良影響。
特別是,存在產生含有二惡英的物質的垃圾焚燒處、精制可產生放射性物質的鈾精制工廠或產生含有害物質的粉末的工廠,通過采用本發明可以除去帶有有害物質的碎屑,無論是大的還是小的。
另外,如果被除去物是含有元素周期表中IIa~VIIa族、IIb~VIIb族的元素中至少1種的無機固體,采用本發明幾乎可以全部除去這些物質。
其次,在圖8的過濾系統上安裝切割裝置的系統的例子如圖9所示。切割裝置及其周邊不同,其它部分與圖8相同,對于相同的部分省略其說明。
符號W是切割裝置的工作臺上安裝的半導體晶片,DB是切割刀片。另外SW1、SW2是給切割刀片澆水的噴水器。另外,SW3是環繞淋洗晶片W的噴水器,將切割時產生的硅屑從晶片上除去。該噴水器SW3的位置可以是在晶片的正上方、斜方向等各種類型,在這里并沒有特別的限定。優選使水流過晶片表面。
晶片W的下方有接收排水的容器BL,安裝有將接收容器BL的一部分與原水罐50連接的管道51。
因此,如圖8所示的那樣,由切割裝置產生的排水通過原水罐50、過濾裝置53,再度成為潔凈的水(過濾水),通過管道56、管道60進行再利用。過濾水可以通過管道71作為切割裝置的純水進行再利用,也可以通過管道72在其它場所進行再利用。假定在其它場所進行再利用時,去掉管道71,由管道70另外供給純水。當然也可以返回到自然界中。
接著,使用示意圖9和作為實際系統的圖10進行說明。
首先,在工業用水罐101中儲存工業用水。用泵P1將該工業用水通過過濾器102、103輸送到過濾水罐104中。過濾器102是活性碳過濾器,能夠除去垃圾、有機物。另外,過濾器103是用來除去由過濾器102產生的碳的。
接著,過濾水用泵P2,通過反滲透過濾裝置105輸送到純水罐106中。這個過濾裝置105使用反滲透膜,在此能夠除去0.1μm以下的碎屑(垃圾)。然后,純水罐106的純水通過UV滅菌裝置107、吸附裝置108、109及降低純水電阻值的裝置110被輸送到純水罐111中。
UV滅菌裝置107是用紫外線殺死純水中的細菌,符號108、符號109是離子交換部件,除去離子的裝置。另外,符號110是在純水中混入碳酸氣體的裝置。這樣,如果純水的電阻高,由于會產生刀頭上帶電的問題,所以有意地降低電阻值。
然后用泵P3供給在切割裝置DM中使用的純水。符號112用來再次除去約在0.22μm以上的碎屑(垃圾)。
接著,在切割裝置DM中產生的排水使用泵P4儲存在原水罐113中,用前邊所述的過濾裝置113過濾。這里是與圖5-圖8所述的相同。然后,用過濾裝置114過濾的過濾水返回到過濾水罐104中,而被再次利用。另外,根據此過濾裝置114的過濾直徑、過濾能力也可以返回到純水罐106中。
過濾裝置114中,過濾水混入硅屑時,當然按照圖4的樣子返回到原水罐113中。另外,從符號101到反滲透過濾裝置105、從滅菌裝置105到過濾器112的系統與以前的相同。
另一方面,原水罐113如圖8,是采用的原水罐50,在原水罐113中設計浸水型過濾裝置,使得原水罐本身成為濃縮水罐,另外,過濾器膜含有硅屑,具有過濾器功能,另外,硅屑混入過濾水時,如圖8使用管58,使之返回到原水罐中。
進一步,圖11表示打磨裝置。安裝本裝置代替圖9的切割裝置,由于仍然是排水中混有硅屑,也可以采用前一實施例。最好安裝本裝置代替切割裝置。
打磨與切割同樣也具有轉動工作臺200,其上至少載有一片晶片201。而且磨石202從上面與晶片相接,削切晶片的里面。而且噴嘴204如圖9、圖10一樣由管道60供給過濾水,使之可以再利用。這里轉動工作臺200以單張型旋轉,磨石也旋轉。另外,排水接收容器203接收打磨時產生的排水,通過管道51輸送到原水罐50中。
接著,用圖6說明使用本發明實施例的過濾裝置的移動式維修系統。
此系統的特征在于用使用高速道路通信網的ITS通信系統進行管理,使用位置檢測系統,用管制室控制進程,通過調節巡回路徑與時間而構成,用此移動體,巡回顧客,從而進行過濾裝置的維修作業。
也就是說,此移動式維修系統如圖13所示,在將鋁凹側面開放型的4噸車作為定期維修車300的使用中,此定期維修車具備回收被除去物為切割碎屑等的污泥回收裝置301、搬運回收污泥的電動起重機302、以及容納回收污泥的容納槽303。
因而此污泥回收裝置303構成如下搭載有由排水管及供應管組成的維修用過濾裝置,具有過濾裝置的顧客側罐內含高濃度被除去物的排水,通過在上述顧客側罐底部設置的排水管導入上述移動體上搭載的維修用過濾裝置301a中,回收上述維修用過濾材料中的被除去物,回收此被除去物的上述排水再次返回到顧客側罐中。在此污泥回收裝置的維修用過濾材料中儲存的切割碎屑通過升降系統301b只取出過濾材料的一部分,通過外力剝離,從而回收。這里過濾材料表面是使用外力,剝離維修用過濾材料上的污泥而進行回收。另外,顧客側罐的過濾器出現破損、堵塞時,替換、或除去堆積物而解除堵塞,從而通過過濾材料再生來進行維修。另外,也可以用新的過濾裝置發送及設置。
此定期維修車300中,除具備此污泥回收裝置301、電動起重機302、污泥容納槽303以外,還搭載有發電機304、車檔305、照明作業指示板306、臺階307、用品儲存箱308、用品存放部309,具有ITS通信系統310。
此定期維修車巡回顧客,如圖9說明所示,原水罐50中含高濃度被除去物的排水,通過在上述罐50底部設置的排水管導入上述移動體上搭載的污泥回收裝置中,回收上述污泥回收裝置的維修用過濾材料中的被除去物,回收此被除去物的上述排水再次返回到顧客側罐中。
另外,定期維修車每次定期巡回顧客,在顧客側原水罐內的過濾裝置的流體流經路徑中堵塞的堆積物能夠用此維修車內搭載的回收再生裝置303除去,解除堵塞而再生。
此回收及發送作業中通過點亮照明作業指示板306來表示正在作業。
按照本發明,第1由被除去物構成過濾材料,可以形成比構成過濾材料的被除去物小的過濾孔,通過該孔可以除去更小的被除去物。因此,可以除去小于0.1μm的亞微粒子的被除去物。
第2,使含有被除去物的流體通過第1過濾材料,在上述第1過濾材料的表面形成由上述被除去物構成的第2過濾材料,第1過濾材料表面可以形成由比第1過濾孔小的孔構成的第2過濾材料,可以形成除去更小的被除去物的過濾性能良好的過濾材料。而且由于被除去物的組合,被除去物之間可以形成各種各樣的間隙,因而可以確保流體進入的路徑。
第3,通過使含有被除去物的流體在第1過濾材料中循環,在上述第1過濾材料表面形成由比第1過濾材料的孔小的孔構成的第2過濾材料,而且由于通過第1過濾孔的小的被除去物還在循環,最終形成即使從第1過濾器孔通過的小的被除去物也能夠被第2過濾材料捕獲。
第4,上述過濾材料或上述第2過濾材料層積有大的不同的被除去物,可以形成流體能通過而且小的被除去物被捕獲的孔。
第5,上述被除去物的粒徑分布有2個峰值,而第1過濾材料的孔介于2峰值間,最初能夠捕獲粒徑大的被除去物。而且被捕獲的被除去物以各種各樣的形態堆積,形成小孔的第2過濾材料,而且由于在被捕獲的被除去物間留有能夠使流體通過的縫隙,所以能夠形成可以捕獲小的被除去物同時又能通過流體的過濾材料。
第6,最初或開始時,出現混有小的被除去物的過濾流體,通過循環,能夠形成即使這些小的被除去物也能被捕獲的過濾材料。因而如果確認達到了一定的混合程度,停止循環,開始過濾,能夠以所需的過濾精度進行過濾。
第7,如果發生第1過濾材料損壞,第2過濾材料崩裂的事故,造成本應被捕獲的被除去物混入到過濾水中,對再利用帶來不良影響。但是在檢測出事故時,可以直接使之循環,防止出現該被捕獲的被除去物混入過濾水,防患于未然。
第8,如果是吸入型的,儲存流體及浸漬過濾材料的儲存槽優選開放型的。如果是加壓型的,儲存槽必須是密閉型的,而且構造復雜。
第9,第2過濾材料由于被除去物的聚集,如果給予外力,可以去除第2過濾材料的全部或第2過濾材料的表層,從而能夠更新過濾性能,或維持過濾功能。
第10,通過外力,可以使造成堵塞的被除去物脫離,在被除去物之間形成間隙,確保流體的通道。
第11,由聚烯烴類高分子材料構成的第1過濾材料由于有耐堿性和耐酸性,也可以過濾混入藥品的流體。而且,第1過濾材料能夠以被浸潤的狀態直接凝聚沉淀。
第12,由于被除去物是固體,粒徑不同,可以形成各種各樣的間隙。因此,可以捕獲更小的被除去物,而且可以確保流體的通道。
權利要求
1.一種移動式維修系統,其特征在于,通過移動體巡回顧客,進行過濾裝置的維修作業。
2.如權利要求1所述的移動式維修系統,其特征在于,上述移動體搭載有由排水管及供應管組成的過濾設備,具有過濾裝置的罐內含高濃度被除去物的排水,通過在上述顧客側罐底部設置的排水管導入上述移動體上搭載的維修用過濾裝置中,回收在上述維修用過濾材料中的被除去物,具備再次返回到顧客側罐中的回收部件。
3.如權利要求1所述的移動式維修系統,其特征在于,上述移動體用通信網控制,使用位置檢測系統,用控制室控制進程,通過調節巡回路徑及時間構成。
全文摘要
一種移動式維修系統,其特征在于,通過移動體巡回顧客,進行過濾裝置的維修作業。上述移動體搭載有由排水管及供應管組成的過濾設備,具有過濾裝置的罐內含高濃度被除去物的排水,通過在上述顧客側罐底部設置的排水管導入上述移動體上搭載的維修用過濾裝置中,回收在上述維修用過濾材料中的被除去物,具備再次返回到顧客側罐中的回收部件。上述移動體用通信網控制,使用位置檢測系統,用控制室控制進程,通過調節巡回路徑及時間構成。
文檔編號C02F9/00GK1605378SQ20041006420
公開日2005年4月13日 申請日期2000年3月31日 優先權日1999年5月27日
發明者對比地元幸, 飯沼宏文 申請人:三洋電機株式會社