JPH10113516A

JPH10113516A - 磁気分離装置

Info

Publication number: JPH10113516A
Application number: JP26688296A
Authority: JP
Inventors: Minoru Morita; 穣森田; Norihide Saho; 典英佐保; Hisashi Isokami; 尚志磯上
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-10-08
Filing date: 1996-10-08
Publication date: 1998-05-06

Abstract

(57)【要約】【課題】磁気フィルタを使用する磁気分離装置の磁気
分離部逆洗の間隔を長くし、装置運転の効率を良くす
る。【解決手段】処理水が磁気フィルタへ流入する位置を
変化させ、磁気フィルタ全体に磁性フロックが吸着され
るまで磁気フィルタの逆洗を要しない構造とした。具体
的には、円柱状の磁気フィルタ３を円筒状の容器１に同
心状に内装し、容器１の軸方向ほぼ中央部の周壁面に被
処理水が流入する流入管路４を接続し、容器１の軸方向
端部の周壁面に処理水が排出される排出管路６を接続
し、磁気フィルタ３を、駆動軸１２を介して容器１内
で、容器１の軸線方向に移動させるとともに該軸線の回
りに回転させる駆動機構１３を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業の属する技術分野】本発明は流体中に含まれる磁
性物質を磁気フィルタマトリックスに吸着回収する磁気
分離装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】流体の中に含まれている磁性物質（以
下、磁性フロックという）を分離・回収する磁気分離技
術は古くから研究開発が進められてきた。上記技術は公
害問題対策において水処理等にも用いられてきている
（例えば1981年電気学会技術報告（２部）第114号公
害対策電気技術常置専門委員会「大勾配磁気分離技術の
現状とその動向」）。磁気分離は、磁場を発生させてそ
の磁場領域中にある磁化されている物体を磁気力により
除去・回収する方法であり、磁場発生手段には永久磁
石、電磁磁石、超電導磁石等が用いられている。磁気分
離能力を大きくするには磁気力を大きくする必要があ
る。磁気力は磁場勾配に比例するので、この磁場勾配を
高める方法として磁気フィルタの使用が採用されてい
る。これは磁場中にステンレスなどの磁性体から作られ
た磁気フィルタを置いて、その磁気フィルタ内の磁性線
において、局所的に磁場勾配の大きな場所を発生させる
というものである。これを用いた技術はすでに実施例が
多数ある（例えば特開平4−317707号公報、特開平2−26
5613号公報、特開平1−245816号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】被処理水を流す流路の
一部に、その付近に設けられた磁場発生装置によって磁
場が印加される領域を作りこれを磁気分離部とし、この
磁気分離部を通過する被処理水中に含まれる磁性フロッ
クを、被処理水から分離・回収する方法はこれまで多数
実施されてきている。このようなやり方は、被処理水を
いったん貯水して処理する方法に比べれば、早く大量に
処理することが出来るという点において効果的な処理方
法といえる。それらのうち、磁気分離部に磁気フィルタ
マトリックスをおき、その中を被処理水を通過させて処
理する方法は特に効果的であり、これも多くの実施例が
ある。しかし、磁気フィルタを使用する磁気分離装置を
長時間使用する際には、磁気フィルタは吸着する磁性フ
ロックによって目詰まりが生じやすいという問題があ
る。こうした磁気フィルタの目詰まりは、被処理水が流
れている磁気分離部において、流体抵抗の増大を直ちに
もたらす。また、被処理水中に含まれる磁性フロックが
大きい場合や目詰まりを起こしやすいようなごみが被処
理水中に混入している場合など、磁気フィルタの処理水
が流入する部分において、完全に流路を塞いでしまうこ
ともあり、その場合流路が塞がれた部分の下流に位置す
る磁気フィルタは使用されなくなるので効率は悪くな
る。

【０００４】こうした問題が生じることから、磁気フィ
ルタの性能をを回復するためには逆洗の作業を行う必要
がある。逆洗とは、一度磁場の発生と被処理水の流入を
止め、磁気フィルタに付着した磁性フロックを洗い落と
す作業である。とくに処理する水の量が大量であれば除
去・回収する磁性フロックの量が増え、磁気フィルタマ
トリックスに吸着される磁性フロックの量も増える。従
って逆洗の作業を行う頻度が高くなり、磁性フロックを
分離除去する作業の効率は益々悪くなる。

【０００５】本発明の目的は、逆洗を行うまでの磁気分
離の運転時間の長時間化を実現するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】磁気分離装置の運転の概
略手順は以下の通りであり、図１はその体系模式図であ
る。

【０００７】（１）先ず湖沼あるいは河川１８より水を
被処理水として汲み上げ、（２）被処理水中のハイドロゾル等の物質に磁性粉を種
付けする前処理を行い、磁性フロックを生成する。

【０００８】（３）（２）で前処理した被処理水を磁気
分離装置本体へ導き、ここで磁気分離による水処理がな
される。

【０００９】（４）ここで処理された水はもとの湖沼あ
るいは河川へ戻される。

【００１０】（５）磁気分離による水処理にともない逆
洗の作業が行われるが、その際発生する逆洗の排水は逆
洗排水口を経て磁気分離装置本体から放出され、逆洗排
水用の最終汚泥処理装置２１へ送られ、最終汚泥処理を
ここで行う。

【００１１】磁気フィルタによる磁気分離方法を次に説
明する。被処理水中に含まれる磁性フロックにはたらく
力には、慣性力・重力・流体力等が考えられる。磁性フ
ロックは、これらの力に従い流路を通って、前処理装置
から磁気分離部本体へと運ばれる。更に磁気分離部本体
内部に運ばれた後も、被処理水の流れに従って磁気フィ
ルタマトリックスへと案内される。磁気フィルタ内の磁
性線及びその付近では磁場勾配が高くなっており、また
磁気力は磁場勾配に比例するので、これら磁性線及びそ
の付近には大きな磁気力が発生している。従って、磁気
フィルタマトリックス内部に侵入した磁性フロックが、
磁気フィルタ内の磁性線付近を通過する際、上述の流体
力等の力に加え磁気力を受ける。これらの力が釣り合う
と磁性フロックの運動は停止して、磁性線に引きつけら
れて磁性フロックが捕獲・回収される。このような仕組
により、磁性フロックは磁気フィルタに吸着されるので
ある。

【００１２】磁気分離運転を開始して最初は、磁気フィ
ルタマトリックス全体のうちで被処理水が流入する場所
を中心に磁性フロックは吸着される。このように磁気フ
ィルタ内部で、磁性フロックがある場所に局所的に吸着
することが、磁気分離部内での圧損を生じさせる原因に
なっているものと推測される。従って磁気フィルタマト
リックスへ被処理水が流入する位置を変化させ、磁性フ
ロックが磁気フィルタマトリックス全体に一様に分散す
るように吸着する方法を考える。すなわち、ある場所で
局所的に磁性フロックの吸着が進んでそこが目詰まりを
起こしたら、その場所への被処理水の流入を避け、磁気
フィルタマトリックス内で目詰まりを起こしていない別
の場所に被処理水を流入させる。この方法により、磁気
フィルタに吸着した磁性フロックがもたらす目詰まり
と、それが起こす流体抵抗の増大を解消することが出来
る。また磁性フロックを、磁気フィルタ全体に一様に分
散するように吸着させていくので、効果的に無駄無く磁
気フィルタマトリックス全体を磁気分離に使用すること
が可能となる。

【００１３】以上に説明した方法を用いれば、磁気分離
による水処理の開始から磁気フィルタが目詰まりを起こ
して逆洗を必要とする状態になるまでの運転時間を長時
間化させることが可能になる。従って、逆洗作業を必要
とする頻度が減り、作業効率を高めることが可能であ
る。

【００１４】本発明は上記説明にあるような、磁気フィ
ルタへ被処理水が流入する位置を変化させる流入位置制
御手段を備えたことを特徴とする磁気分離装置である。

【００１５】上記目的を達成するための本発明の第１の
手段は、磁場発生装置によって生じる磁場中に置かれた
磁気フィルタマトリックス内部で局所的に発生する磁場
勾配を利用して被処理水中の被除去磁性物質を前記磁気
フィルタマトリックスに吸着させて除去する磁気分離装
置において、前記磁気フィルタマトリックスへの前記被
除去磁性物質の吸着位置を、段階的にもしくは連続的に
任意の位置に選択的に変化させる流入位置制御手段を有
してなることを特徴とする上記目的を達成するための本発明の第２の手段は、磁場
発生装置によって生じる磁場中に置かれた磁気フィルタ
マトリックス内部で局所的に発生する磁場勾配を利用し
て被処理水中の被除去磁性物質を吸着除去する磁気分離
装置において、前記磁気フィルタマトリックスに被処理
水が流入する位置を、前記磁気フィルタマトリックス内
を流れる被処理水の主たる流れの方向に、段階的にもし
くは連続的に変化させる流入位置制御手段を有してなる
ことを特徴とする。

【００１６】上記目的を達成するための本発明の第３の
手段は、磁場発生装置によって生じる磁場中に置かれた
磁気フィルタマトリックス内部で局所的に発生する磁場
勾配を利用して被処理水中の被除去磁性物質を吸着除去
する磁気分離装置において、前記磁気フィルタマトリッ
クスが円柱状もしくは円筒状に形成され、前記磁気フィ
ルタマトリックスに被処理水が流入する位置を、前記磁
気フィルタマトリックスの円周方向に、段階的にもしく
は連続的に変化させる流入位置制御手段を有してなるこ
とを特徴とする。

【００１７】上記目的を達成するための本発明の第４の
手段は、前記第１または第２の手段において、磁気フィ
ルタマトリックスが中空の角柱状もしくは円筒状の容器
に内装され、該容器の母線を構成する壁面に被処理水を
該容器に流入させる流入管路が、該容器の軸方向端部に
処理後の水を排出する排出管路が、それぞれ接続され、
前記流入位置制御手段は、前記容器に内装された磁気フ
ィルタマトリックスを前記容器の軸線方向に、段階的に
もしくは連続的に移動させるように構成されたものであ
ることを特徴とする。

【００１８】上記目的を達成するための本発明の第５の
手段は、前記第１または第２の手段において、中空の柱
状に形成された磁気フィルタマトリックスが中空の角柱
状または円筒状の容器に軸線を互いに平行させて内装さ
れ、被処理水を該容器に流入させる流入管路が該容器の
母線を構成する壁面に、処理後の水を排出する排出管路
が該容器の軸方向端部に、それぞれ接続され、前記流入
位置制御手段は、前記磁気フィルタマトリックスの中空
部に軸線方向に進退可能に挿通された柱状体と、該柱状
体を軸線方向に進退させる駆動機構とを含んで構成され
ていることを特徴とする。

【００１９】上記目的を達成するための本発明の第６の
手段は、前記第１乃至第５のうちのいずれかの手段にお
いて、磁気フィルタマトリックス前後において被処理水
の圧力を計測する装置を有してなり、前記流入位置制御
手段は、計測された差圧変化の大きさに応じて磁気フィ
ルタマトリックスと磁気フィルタマトリックスへ被処理
水が流入する位置を変化させる機構を有することを特徴
とする上記目的を達成するための本発明の第７の手段は、前記
第１乃至第６のうちのいずれかの手段において、磁気フ
ィルタマトリックスを洗浄するための、逆洗流入および
逆洗排水の機構を有してなることを特徴とする。

【００２０】上記目的を達成するための本発明の第８の
手段は、前記第４の手段において、磁場発生装置を２段
にし、一方を磁気分離用、他方を磁気フィルタマトリッ
クスに吸着した磁性フロックを逃がさないための磁場発
生装置として用いるものであることを特徴とする。

【００２１】上記目的を達成するための本発明の第９の
手段は、前記第４の手段において、磁場発生装置を前記
容器の軸線方向に２段に分け、一方を前記流入管路と前
記排出管路の間の前記容器周囲に配置し、他方を前記流
入管路を挟んで容器軸線方向反対側の前記容器周囲に配
置したことを特徴とする。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下添付図に従って本発明の磁気
分離装置の実施例について説明を行う。図２に示した実
施例について以下説明を行う。図２は磁気分離装置の本
体全体およびその構造を示す。

【００２３】まず、磁気分離装置本体の構造について説
明する。図２において、下向きは鉛直下向きである。図
示の磁気分離装置本体は、軸線を上下方向に向けて配置
され軸方向端部が塞がれた円筒形の容器１と、この容器
１に上下方向に移動可能に内装された円柱状の磁気フィ
ルタマトリックス３と、磁気フィルタマトリックス３上
部に固着され容器１の軸方向上側端部を貫通して鉛直上
方に伸びる駆動軸１２と、この駆動軸１２の上端に結合
され該駆動軸１２を上下動及び回転させる駆動機構１３
と、容器１の上下方向のほぼ中央部の外周に接続されて
被処理水を容器１内に流入させる流入管路４と、流入管
路４に介装された弁５と、容器１の上端部外周に接続さ
れて処理された水（処理水）を排出する排出管路６と、
排出管路６に介装された弁７と、容器１の下端の底面に
接続されて逆洗水を流出させる逆洗水流出路１０と、逆
洗水流出路１０に介装された弁１１と、流入管路４の上
側の容器１外周に容器１と同心状に配置された環状の電
磁コイル２と、流入管路４の下側の容器１外周に容器１
と同心状に配置された環状の電磁コイル２Ａと、流入管
路４が容器１に接続された位置で容器１内の被処理水の
圧力を計測、出力する圧力計１４と、磁気フィルタマト
リックス３上端部近傍での被処理水の圧力を計測して出
力する圧力計１５と、前記弁７上流側の前記排出管路６
に接続された逆洗水流入路８と、この逆洗水流入路８に
介装された弁９と、を含んで構成されている。なお、本
実施例では、駆動軸１２と駆動機構１３とを含んで流入
位置制御手段が構成されている。

【００２４】磁気分離装置は、上記磁気分離装置本体に
加え、磁気分離装置本体にそれぞれ接続された、原水を
前処理する前処理装置１９、逆洗水を供給する逆洗水流
入装置２０、及び回収された磁性物質を含む逆洗水を最
終処理する最終汚泥処理装置２１を含んで構成される。
前処理装置１９で前処理された被処理水が流入管路４を
経て磁気分離装置本体に供給され、逆洗水流入装置２０
から逆洗水流入路８に逆洗水が供給され、磁気分離装置
本体から流出する磁性物質などの汚泥を含む逆洗水が最
終汚泥処理装置２１で処理される。

【００２５】磁場発生装置としては、ソレノイド状に巻
かれた前記電磁コイル２，２Ａが設けられている。運転
時はこれに電流を流して、容器１内部に磁場領域を発生
させる。電磁コイル２が磁場を発生させる容器１内部の
領域には、磁気フィルタマトリックス３が置かれてお
り、これを磁気分離部とする。つまり、磁気分離部は前
記流入管路４より上方であるが、流入管路４より上方の
容器１全体とする必要はない。また、電磁コイル２Ａ
は、流入管路４より下方の容器１内部に磁場を形成する
が、流入管路４より下方の容器１内部全体に磁場を形成
する必要はない。

【００２６】前記容器１の外部上方には磁気フィルタマ
トリックス３の位置を変化させるための駆動機構１３が
置かれている。磁気フィルタマトリックス３にはこれを
直接的に移動させるための駆動軸１２が取り付けられて
いる。駆動機構１３は、駆動軸３を上下させあるいは回
転させ、磁気フィルタマトリックス３の軸線方向の位置
や流入管路４に対する周方向位置が変わるような構造を
備えている。

【００２７】容器１上端部には処理した水を容器１から
流出させる排出管路６とその弁７がある。また容器１上
部には、逆洗用の水を磁気フィルタマトリックスが納め
られている容器１内部へ流入させるための逆洗水流入路
８とその弁９がある。容器１の上下方向のほぼ中央部に
は前処理された被処理水が流入する流入管路４とその弁
５がある。流入管路４も図１においては容器１の中心線
に対して対称に２本設けられている。流入管路４と排出
管路６はそれぞれ両側に対称に配置されているが、この
本数は図２のように２本である必要はなく、１本でもよ
いし何本でもよい。

【００２８】以下、上述の如く構成された実施例１の場
合について、本発明による磁気分離装置の操作手順そし
て作用・効果について説明する。本発明による磁気分離
装置の作用と効果を説明するために、磁気分離部の様子
を表す図３を用いる。運転初期状態には、磁気フィルタ
マトリックス３の下部が被処理水の流入管路４の位置と
同じ高さにある（図３−１）。まず、電磁コイル２，２
Ａに電流を流し、容器１内部に均一な磁場領域を発生さ
せる。均一な磁場にする理由は、後述するように磁気フ
ィルタマトリックスを動かす際、磁気力に抗する力をな
るべく小さくするためである。この均一磁場内部に磁気
フィルタマトリックス３を置くと、その磁気フィルタマ
トリックス３内部における磁性線に高勾配の磁場が発生
する。弁５を開いて前処理された被処理水を、流入管路
４から容器１の内部に案内する。被処理水は容器１内部
に入った後、磁気フィルタマトリックス３に流入し、磁
気フィルタマトリックス３内部で横方向に広がりながら
容器１の内部の上方へ向かって流れていく。つまり、容
器１内部での被処理水の主たる流れの方向は、容器１の
軸線方向に沿い、かつ排出管路６に向かう方向（本実施
例では下から上に向かう方向）である。

【００２９】被処理水は、磁気分離部において磁気フィ
ルタマトリックス３の中を上昇しながら通過し、被処理
水内部に含まれる磁性フロックが磁気フィルタマトリッ
クス３内部にある磁場勾配をもった磁性線により捕獲・
回収される。このとき駆動軸１２を回転させることによ
り、磁気フィルタマトリックス３の被処理水が流入する
場所（周方向位置）だけでなく、そこと同じ高さにある
磁気フィルタマトリックスの部位全体（全周）に磁性フ
ロックの分散・吸着が均一に無駄無くなされるようにす
る。こうして磁性フロックを除去された被処理水は、磁
気フィルタマトリックス３を通過して磁気分離部を出て
容器１の内部上方へ案内され、排出管路６から処理水と
して容器１の外へ排出される。

【００３０】被処理水を磁気フィルタマトリックス３に
流し続けると、磁気フィルタマトリックス３の被処理水
が流入する場所をはじめとして、被処理水流入口と同じ
高さ付近にある磁気フィルタマトリックス３内部の磁性
線に吸着された磁性フロックの密度が増大して、磁気フ
ィルタマトリックス３の目詰まりが起こる（図３−
２）。磁気フィルタマトリックスに目詰まりが起こって
いるかどうかの判断は、圧力計１４及び圧力計１５にお
いて計測される圧力の差圧の検出によって行う。事前
に、使用している磁気フィルタマトリックスについて目
詰まりが起こる差圧を確認しておき、検出した差圧が前
記所定の値に達したら駆動機構１３によって駆動軸１２
を引き下げ、磁気フィルタマトリックス３を、磁性フロ
ックの吸着している密度が局所的に高くなっていない場
所が流入管路４の高さになるまで引き下げる（図３−
３）。

【００３１】尚この駆動軸３の引き下ろし方（移動のさ
せかた）であるが、差圧が所定の値に達するまでは動か
さないで、所定の値に達したときにはじめて動かす方法
と、その所定の値に達しないように連続的に動かす方法
がある。差圧が所定の圧力になるまで磁性フロックを吸
着した磁気フィルタマトリックスは、磁性フロックを吸
着した部分の磁気フィルタマトリックスが容器１の、被
処理水流入管路４より下方の位置になるように移動さ
れ、被処理水がまだ磁性フロックを吸着していない部分
に流入する位置となる。容器１の前記流入管路４よりも
下方にも電磁コイル２Ａが設けられて磁場を発生させて
いるので、磁気フィルタマトリックス３が容器下半分に
移動しても、磁気フィルタマトリックス３の磁性線に高
い磁場勾配が形成される。従って一度磁気フィルタマト
リックス３に吸着回収された磁性フロックが磁気フィル
タマトリックス３から離れて逃げてしまうことが避けら
れる。但し、容器１の底部近くでは被処理水の流れの影
響が小さくなるので、容器１の最底部にまで磁場が及ぶ
ようにしなくともよい。

【００３２】磁気フィルタマトリックス（以下フィルタ
という）３へ被処理水が流入する位置を変えた後、再び
上述の通りに操作を続ける。被処理水がフィルタ３へ流
入する流入管路４と同じ高さ付近にあるフィルタ３が目
詰まりを起こすのを、圧力計１４，１５の検出値の差圧
により検出したら（図３-４）、駆動機構１３によって
駆動軸１２を引きおろし、フィルタ３を再び引きおろす
（図３-５）。

【００３３】こうしたプロセスを繰り返すことによっ
て、磁気フィルタマトリックス３の磁気分離に使用する
場所全てに一様に分散するように磁性フロックが吸着さ
れるので、磁気フィルタマトリックス全体を効果的に無
駄無く使用することが可能となっている。こうして磁気
フィルタマトリックスに磁性フロックを吸着する場所が
なくなったら、弁５を閉じて被処理水の流入を止め、弁
７を閉じて処理水の流出を止める。そして電磁コイル
２，２Ａに流している電流を止めて磁場を切る。この
後、弁９を開いて逆洗用の水を容器１内部に案内し、磁
気分離部上方から水を流してフィルタ３を逆洗し、フィ
ルタ３の磁性線に吸着している磁性フロック等のごみを
洗い落とす。その排水は、弁１１を開き逆洗水流出路１
０を経て容器１から放出される。排水は最終汚泥処理装
置２１へ送られ、そこで汚泥処理を施される。逆洗が済
んだら、弁８を閉じて逆洗水を流入させるのを止め、弁
１１も閉じる。そして初期状態と同じ位置にまで再び磁
気フィルタマトリックス３を引き上げ（図３−１）、電
磁コイル２，２Ａに再び電流を流して磁気分離部に磁場
を発生させる。そして、弁５を開けて流入管路４から被
処理水を容器１内部に導き入れ、弁７を開けて処理水を
容器１から流出させるようにする。

【００３４】以上、上述の磁気分離の行程を繰り返し
て、水処理を行う。ここでフィルタの移動範囲の決め方
及び大きさについて説明する。磁場領域内でフィルタを
上下方向に移動させるとき、移動させるのに必要な力は
摩擦に抗するものだけでなく、フィルタは磁性体である
ので磁気力に抗する力を考える必要がある。第１の実施
例の場合だと、フィルタが均一磁場領域から出る場合に
は領域内に引き戻そうとする力が働き、均一磁場領域へ
入れる場合には引き込もうとする力が働く。従ってフィ
ルタを動かす際には、磁気力に抗する力が必要となる。
そこでこの磁気力に抗する力を無くす、或いは小さくす
る為の構造が求められる。フィルタの大きさは必要とし
ている処理量によってきまる。もしその与えられた大き
さのフィルタを上端から下端まで動かす際、均一磁場領
域から出たり入ったりするようであれば、上述の様な磁
気力がフィルタ３に働く。

【００３５】そこで、フィルタ前後に磁性体をダミーと
して取り付け、このダミーも含めたフィルタ全体が、移
動の際常に均一磁場領域をそのフィルタマトリックス内
部に存在するように、つまり両端部は常に磁場領域外に
あるようにしておく。するとこれらとりつけられた磁性
体がダミーの役割を果たし、均一磁場領域に出入りする
磁気フィルタマトリックスの微小部分において磁束の変
化により生じる力は相殺される方向に働き、フィルタマ
トリックス全体は剛体として磁気力に抗するための力を
必要としなくて済む。勿論、フィルタの大きさが、フィ
ルタを移動する際に、常に均一磁場領域内部に存在する
程度に小さなものを作る場合は磁気力に対する効力は理
論上必要ないので、上述の様にダミーの磁性体をフィル
タマトリックスに加える必要はない。また下流側、すな
わち次に述べる第２の実施例においては容器内部上方の
フィルタの長さを長くとれば、磁気分離に使用するフィ
ルタ容積が増えるので、磁性体を吸着する容量が大きく
なる。

【００３６】次に図４に示した第２の実施例について説
明する。図４の図上下向きが装置設置状態での鉛直下向
きである。第２の実施例が前記第１の実施例と異なるの
は、フィルタ３の中心部が図４のように空洞になってお
り、その中に非磁性体の円柱１６が上下方向に移動可能
に挿通されていること、フィルタ３は容器１に対して相
対的に移動せず、前記駆動軸１２は円柱１６に結合され
ていて円柱１６が軸線方向に進退すること、被処理水の
流入管路４は容器１の底部外周に接続されていること、
電磁コイル２は一体に形成され、軸線方向にフィルタ３
とほぼ同じ範囲に配置されていること、圧力計１４は、
フィルタ３の中心部下端の圧力を計測するように配置さ
れていること、である。他の構成は前記第１の実施例と
同じであるので、同一の符号を伏して説明は省略する。
構造を説明する各装置の符号は、上記円柱１６を除いて
第１の実施例と同じである。

【００３７】前記円柱１６の上下方向の位置の調整が駆
動軸１２によって行われる。すなわち、本実施例におい
ては、駆動軸１２、円柱１６及び駆動機構１３を含んで
流入位置制御手段が構成されている。

【００３８】以下、上述の如く構成された第２の実施例
の場合について、磁気分離装置の操作手順および本発明
の作用・効果について図５を用いて説明する。運転初期
状態には、円柱１６の底の位置がフィルタ３の底と同じ
高さにある（図５-１）。電磁コイル２に電流を流し、
容器１内部に磁場領域を発生させる。発生した磁場内部
にフィルタ３を置き磁気分離部とする。そのフィルタ３
は磁性線で構成されているから、この磁性線において局
所的に高勾配の磁場が発生する。

【００３９】次に弁５を開いて、前処理された被処理水
を流入管路４から容器１の内部へ案内する。被処理水は
容器１内部に入った後排出管路６に向かって上昇し、磁
気分離部に導かれフィルタ３へ流入する。被処理水がフ
ィルタ３の中を通過する際、被処理水内部に含まれる磁
性フロックがフィルタ３内部に発生している上述の高磁
場勾配をもつ磁性線によって捕獲・回収される。

【００４０】磁性フロックを除去された被処理水は、フ
ィルタ３を通過し磁気分離部から出てさらに上昇し、排
出管路６から処理水として磁気分離装置外部へ放出され
る。被処理水をフィルタ３に流し続けると、フィルタ３
へ被処理水が流入する位置付近をはじめとして、被処理
水が流入している場所と同じ高さ付近にある磁気フィル
タに吸着する磁性フロックの密度が増大し、目詰まりを
起こし始める（図５−２）。圧力計１４及び１５におい
て計測された圧力の差圧の検出によって目詰まりが起こ
っているかどうかを判断する。事前に、使用しているフ
ィルタについて目詰まりが起こる差圧を確認しておき、
検出した差圧が前記所定の値に達したら駆動機構１３に
よって駆動軸１２を引上げて、円柱１６を所定の高さま
で引き上げる（図５−３）。

【００４１】尚この駆動軸１２の引き上げ方であるが、
差圧が所定の値に達するまでは動かさないで、所定の値
に達したときにはじめて動かす方法と、その所定の値に
達しないように連続的に動かす方法がある。そして再び
上述の通りに操作を続け、被処理水のフィルタ３への流
入口と同じ高さに付近にあるフィルタ３が目詰まりを起
こすのを圧力計１４及び１５により検出したら（図５−
４）、駆動機構１３によって駆動軸１２を上げ、円柱１
６を再び所定の高さまで引き上げる（図５−５）。また
こうしたプロセスを繰り返すことにより、フィルタ３の
磁気分離に使用する部分全てにわたって一様に分散され
るように磁性フロックが吸着されるので、フィルタ全体
を効果的に無駄無く使用することが可能となっている。

【００４２】こうして、フィルタ３全体に磁性フロック
を吸着する場所がなくなった後、弁５を閉じて被処理水
の流入を止め、弁７を閉じて処理水の流出を止める。そ
して電磁コイル２に流している電流を止めて磁場の形成
を止める。この後、弁９を開いて逆洗水を容器１の内部
へ案内し、磁気分離部上方から水を流しこんでフィルタ
３を逆洗して磁性線に吸着している磁性フロック等のご
みを洗い落とす。逆洗排水は弁１１を開いて逆洗水流出
路１０を通して容器１の外部へ流出させる。この後、排
水は最終汚泥処理装置２１へ送られて、そこで汚泥処理
を施される。逆洗が済んだら、弁８を閉じて逆洗水を流
入させるのを止め、弁１１も閉じる。そして初期状態と
同じ位置にまで再び円柱１６を引き上げ（図５-１）、
電磁コイル２に再び電流を流して磁場を発生させる。こ
の後、上述の磁気分離作業を繰り返す。

【００４３】この第２の実施例の場合は、円柱１６が磁
性体で作られていないので、円柱１６を引き上げる際、
磁気力に抗する力は必要ない。従ってフィルタ３を置く
磁場領域は実施例１と違って均一である必要はない。こ
のため、フィルタを置く磁場を均一にするような工夫は
必ずしも必要としない。

【００４４】また図６に示す第３の実施例のように、容
器１の上端、下端に、円柱１６の移動を可能にするため
の空洞を中心部に備えた磁極１７を設置して、内部に大
きな磁場を作ることも可能である。他の構成は前記第２
の実施例と同じであるので、同一の符号を付して説明を
省略する。磁極１７は漏れ磁場を減らして磁気分離部の
磁場を強くかつ均一化する働きがあり、勿論、水を通す
ための穴２２も設けておく。従ってこの場合は、大きな
磁気力を用いることが可能なので、磁気分離部の径を大
型化することが可能であり、上述の第２の実施例の場合
以上に大量の水を処理する事が出来る。

【００４５】第４の実施例を図７に示す。本実施例が前
記第２の実施例と異なるのは、フィルタ３の厚みが小さ
いものを何段かにわたって流路方向（容器１の軸線方
向、つまり駆動軸１２の進退方向）に間隔をおいて並べ
ている点であり、これ以外の構造は第２の実施例の場合
と全く同じである。このような構造をもつことにより、
磁気分離部において圧損の少ない領域（フィルタ３の間
の領域、ここでは容器１の中心部と外周に近い部分とで
流れている被処理水の圧力差が少ない）を設けることが
でき、被処理水をフィルタ３の外周部分へ案内しやすく
し、フィルタ３へ被処理水が侵入する面積も増える。従
って磁気分離の効率が向上する。運転の手順および効果
・作用については前記第２の実施例と変わらない。

【００４６】以上、上記各実施例においてはソレノイド
状に巻いた電磁コイルに電流を流し、磁場発生装置とし
て使用している。しかしながら、磁場発生装置としては
他にも永久磁石、各種電磁磁石、超電導磁石が使用可能
なことは言うまでもない。

【００４７】また、上記各実施例においては、容器１は
軸線を鉛直方向にして配置された円筒形のものとしてあ
るが、円筒形でなく中空の角柱状のものでもよく、ま
た、その軸線を水平にあるいは斜めにして配置しても構
わない。さらに、フィルタ３を通る逆洗水の流れ方向
も、必ずしも上から下に向かう方向でなくてもよい。

【００４８】

【発明の効果】本発明による、磁気分離構造およびその
方法を採用すると、磁性フロックの磁気フィルタへの吸
着がもたらす目詰まり、そしてそれが原因となって生じ
る流体抵抗の増大を避けることが可能となる。また、フ
ィルタ全体を無駄無く効果的に使用することが出来る。
これにより、逆先を必要とするまでの運転時間が大幅に
伸び運転効率を高めることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す系統図である。

【図２】図１に示す実施例の部分を示す一部断面斜視図
である。

【図３】図１に示す実施例の作用を説明する断面図であ
る。

【図４】本発明の第２の実施例を示す一部断面斜視図で
ある。

【図５】図４に示す実施例の作用を説明する断面図であ
る。

【図６】本発明の第３の実施例を示す断面図である。

【図７】本発明の第４の実施例を示す一部断面斜視図で
ある。

【符号の説明】

１容器２電磁コイル３フィルタ４被処理水の流
入管路５被処理水の流入管路の弁６処理水の排出
管路７処理水の排出管路の弁８逆洗水流入路９逆洗水流入路の弁１０逆洗水流出
路１１逆洗水流出路の弁１２駆動軸１３駆動機構１４、１５圧力
計１６円柱１７磁極１８湖沼１９前処理装置２０逆洗水流入装置２１最終汚泥処
理装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁場発生装置によって生じる磁場中に置
かれた磁気フィルタマトリックス内部で局所的に発生す
る磁場勾配を利用して被処理水中の被除去磁性物質を前
記磁気フィルタマトリックスに吸着させて除去する磁気
分離装置において、前記磁気フィルタマトリックスへの
前記被除去磁性物質の吸着位置を、段階的にもしくは連
続的に任意の位置に選択的に変化させる流入位置制御手
段を有してなることを特徴とする磁気分離装置。
【請求項２】磁場発生装置によって生じる磁場中に置
かれた磁気フィルタマトリックス内部で局所的に発生す
る磁場勾配を利用して被処理水中の被除去磁性物質を吸
着除去する磁気分離装置において、前記磁気フィルタマ
トリックスに被処理水が流入する位置を、前記磁気フィ
ルタマトリックス内を流れる被処理水の主たる流れの方
向に、段階的にもしくは連続的に変化させる流入位置制
御手段を有してなることを特徴とする磁気分離装置。
【請求項３】磁場発生装置によって生じる磁場中に置
かれた磁気フィルタマトリックス内部で局所的に発生す
る磁場勾配を利用して被処理水中の被除去磁性物質を吸
着除去する磁気分離装置において、前記磁気フィルタマ
トリックスが円柱状もしくは円筒状に形成され、前記磁
気フィルタマトリックスに被処理水が流入する位置を、
前記磁気フィルタマトリックスの円周方向に、段階的に
もしくは連続的に変化させる流入位置制御手段を有して
なることを特徴とする磁気分離装置。
【請求項４】磁気フィルタマトリックスが中空の角柱
状もしくは円筒状の容器に内装され、該容器の母線を構
成する壁面に被処理水を該容器に流入させる流入管路
が、該容器の軸方向端部に処理後の水を排出する排出管
路が、それぞれ接続され、前記流入位置制御手段は、前
記容器に内装された磁気フィルタマトリックスを前記容
器の軸線方向に、段階的にもしくは連続的に移動させる
ように構成されたものであることを特徴とする請求項１
または２に記載の磁気分離装置。
【請求項５】中空の柱状に形成された磁気フィルタマ
トリックスが中空の角柱状もしくは円筒状の容器に軸線
を互いに平行させて内装され、該容器の母線を構成する
壁面に被処理水を該容器に流入させる流入管路が、該容
器の軸方向端部に処理後の水を排出する排出管路が、そ
れぞれ接続され、前記流入位置制御手段は、前記磁気フ
ィルタマトリックスの中空部に軸線方向に進退可能に挿
通された柱状体と、該柱状体を軸線方向に進退させる駆
動機構とを含んで構成されていることを特徴とする請求
項１または２に記載の磁気分離装置。
【請求項６】磁気フィルタマトリックス前後において
被処理水の圧力を計測する装置を有してなり、前記流入
位置制御手段は、計測された差圧変化の大きさに応じて
磁気フィルタマトリックスと磁気フィルタマトリックス
へ被処理水が流入する位置を変化させる機構を有するこ
とを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の磁気
分離装置。
【請求項７】磁気フィルタマトリックスを洗浄するた
めの、逆洗流入および逆洗排水の機構を有することを特
徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の磁気分離装
置。
【請求項８】磁場発生装置を２段にし、一方を磁気分
離用、他方を磁気フィルタマトリックスに吸着した磁性
フロックを逃がさないための磁場発生装置として用い
る、請求項４記載の磁気分離装置。
【請求項９】磁場発生装置を前記容器の軸線方向に２
段に分け、一方を前記流入管路と前記排出管路の間の前
記容器周囲に配置し、他方を前記流入管路を挟んで容器
軸線方向反対側の前記容器周囲に配置したことを特徴と
する請求項４記載の磁気分離装置。