JPH11114325A - 磁気分離装置 - Google Patents
磁気分離装置Info
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- JPH11114325A JPH11114325A JP28339197A JP28339197A JPH11114325A JP H11114325 A JPH11114325 A JP H11114325A JP 28339197 A JP28339197 A JP 28339197A JP 28339197 A JP28339197 A JP 28339197A JP H11114325 A JPH11114325 A JP H11114325A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、磁気フィルタマトリックスを使用す
る高磁場勾配磁気分離装置の磁気分離部において、磁気
フィルタマトリックスへの磁性フロックの吸着がもたら
す流体抵抗の増大を防ぐ方法及び装置を提供する。 【解決手段】本発明は、磁気フィルタと、処理水の磁気
フィルタへの流入口との相対的な位置関係を変化させる
構造を、高磁場勾配磁気分離装置の磁気分離部に備え
る。
る高磁場勾配磁気分離装置の磁気分離部において、磁気
フィルタマトリックスへの磁性フロックの吸着がもたら
す流体抵抗の増大を防ぐ方法及び装置を提供する。 【解決手段】本発明は、磁気フィルタと、処理水の磁気
フィルタへの流入口との相対的な位置関係を変化させる
構造を、高磁場勾配磁気分離装置の磁気分離部に備え
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】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。
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体または磁
性フロックを分離・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。
性フロックを分離・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。
【0003】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2−265613号公報,特開平1−245816号公
報)。
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2−265613号公報,特開平1−245816号公
報)。
【0004】
【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体また
は磁性フロックを、被処理水から分離・回収する方法は
これまで多数実施がされてきている。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。
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体また
は磁性フロックを、被処理水から分離・回収する方法は
これまで多数実施がされてきている。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。
【0005】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、磁気フィルタに吸着する
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体また
は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浸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
部分の下流に置かれた磁気フィルタは使用されなくなる
ので効率は悪くなる。
装置を長時間使用する際には、磁気フィルタに吸着する
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体また
は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浸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
部分の下流に置かれた磁気フィルタは使用されなくなる
ので効率は悪くなる。
【0006】こうした問題が生じることから、磁気フィ
ルタの性能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。特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
ックスに吸着する磁性体または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作業の効率
は益々悪くなる。
ルタの性能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。特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
ックスに吸着する磁性体または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作業の効率
は益々悪くなる。
【0007】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ための磁気分離装置
を提供することにある。
離の運転時間の長時間化を実現するための磁気分離装置
を提供することにある。
【0008】
【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。以下、水中の固形浮遊物を磁性粉と凝集させてつく
る磁性フロックを除去対象として説明を行う。
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。以下、水中の固形浮遊物を磁性粉と凝集させてつく
る磁性フロックを除去対象として説明を行う。
【0009】(1),先ず湖沼あるいは河川17より水を
汲み上げ、(2),被処理水中の固形浮遊物等を磁性粉と
ともに凝集させる前処理を行い、磁性フロックを生成す
る。
汲み上げ、(2),被処理水中の固形浮遊物等を磁性粉と
ともに凝集させる前処理を行い、磁性フロックを生成す
る。
【0010】(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り磁性フロッ
クが除去されて水処理がなされる。
分離装置本体へ導き、ここで磁気分離により磁性フロッ
クが除去されて水処理がなされる。
【0011】(4),ここで処理された水はもとの湖沼へ
戻される。
戻される。
【0012】(5),磁気分離による水処理に伴い逆洗の
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20へ送り最終汚泥処理をここで行
う。
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20へ送り最終汚泥処理をここで行
う。
【0013】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働く力に
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。
明する。被処理水中に含まれる磁性フロックに働く力に
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。
【0014】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。
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。
【0015】磁気分離運転を開始し始めて最初は、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。
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。
【0016】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、効果的に無駄な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。
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、効果的に無駄な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。
【0017】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。
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。
【0018】本発明は上記説明にあるような、磁気フィ
ルタと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。
ルタと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。
【0019】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おかれた
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。
手段は、磁場発生装置によって生じる磁場中におかれた
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。
【0020】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おかれた
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。
手段は、磁場発生装置によって生じる磁場中におかれた
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。
【0021】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おかれた
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。
手段は、磁場発生装置によって生じる磁場中におかれた
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。
【0022】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、中空の角
柱状もしくは円筒状の容器に内挿され、該容器の母線を
構成する壁面に被処理水を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
内挿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。
手段は、前記第1または第2の手段において、中空の角
柱状もしくは円筒状の容器に内挿され、該容器の母線を
構成する壁面に被処理水を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
内挿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。
【0023】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乃至第4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。
手段は、前記第1乃至第4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。
【0024】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を洗浄するための逆線
流入および逆線排水の機構を有してなることを特徴とす
る。
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を洗浄するための逆線
流入および逆線排水の機構を有してなることを特徴とす
る。
【0025】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4の手段において、磁場発生装置を2段
にし、前記2段で挟まれた領域を磁気分離用として用
い、2段のうち一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。
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、前記2段で挟まれた領域を磁気分離用として用
い、2段のうち一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。
【0026】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、磁場発生装置を前記
容器の軸線方向に2段に分け、前記2段に分けた磁場発
生装置の間に前記流入管路と前記排出管路を前記容器周
囲に配置したことを特徴とする第4の手段記載の磁気分
離装置。
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、前記2段に分けた磁場発
生装置の間に前記流入管路と前記排出管路を前記容器周
囲に配置したことを特徴とする第4の手段記載の磁気分
離装置。
【0027】
【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。
分離装置の実施例について説明を行う。
【0028】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。
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。
【0029】まず、磁気分離装置本体の構造についての
説明をする。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
て配置された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挿された円柱状の
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
続されて処理された水(処理水)を排出する管路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、排出管路6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。
説明をする。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
て配置された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挿された円柱状の
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
続されて処理された水(処理水)を排出する管路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、排出管路6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。
【0030】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18,逆洗水を供給する逆洗水流
入装置19、及び回収された磁性フロックを含む逆洗水
を最終処理する最終汚泥処理装置20を含んで構成され
る。前処理装置18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
19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20で処理される。
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18,逆洗水を供給する逆洗水流
入装置19、及び回収された磁性フロックを含む逆洗水
を最終処理する最終汚泥処理装置20を含んで構成され
る。前処理装置18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
19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20で処理される。
【0031】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。
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。
【0032】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12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るような構造を
備えている。
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12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るような構造を
備えている。
【0033】容器1上端部には処理した水を容器1から
流出させる排水管路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。
流出させる排水管路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。
【0034】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を用いている。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)。
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を用いている。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)。
【0035】まず、電磁コイル2,2A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。
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。
【0036】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)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・吸着が均一に無駄な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を通過してさらに磁気分離部を出
て磁気分離装置本体1の内部上方へ案内され、流出管路
6から処理水として本体1の外へ流出される。
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)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・吸着が均一に無駄な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を通過してさらに磁気分離部を出
て磁気分離装置本体1の内部上方へ案内され、流出管路
6から処理水として本体1の外へ流出される。
【0037】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
線に吸着する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)。
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
線に吸着する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)。
【0038】尚この駆動軸3の引き下ろし方であるが、
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。差厚が所定
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に吸着回収し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。ただし、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。
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。差厚が所定
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に吸着回収し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。ただし、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。
【0039】磁気フィルタマトリックス(以下フィルタ
という)3への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14,15の検出値の
差圧により検出したら(図3−4)、駆動機13によっ
て駆動軸12を引きおろし、磁気フィルタマトリックス
を引きおろす(図3−5)。
という)3への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14,15の検出値の
差圧により検出したら(図3−4)、駆動機13によっ
て駆動軸12を引きおろし、磁気フィルタマトリックス
を引きおろす(図3−5)。
【0040】こうしたプロセスを繰り返すことによっ
て、フィルタ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なく使用するこ
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
の流失を止める。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。
て、フィルタ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なく使用するこ
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
の流失を止める。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。
【0041】この後、弁9を開いて水を容器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10を経て容器1から放出される。排水は最終汚泥
処理装置20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
再びフィルタ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。
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10を経て容器1から放出される。排水は最終汚泥
処理装置20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
再びフィルタ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。
【0042】以上、上述の磁気分離の行程を繰り返し
て、水処理を行う。
て、水処理を行う。
【0043】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なくす、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
処理量によって決まる。もしその与えられた大きさの磁
気フィルタマトリックス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
述の様な磁気力が磁気フィルタマトリックス3に働く。
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なくす、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
処理量によって決まる。もしその与えられた大きさの磁
気フィルタマトリックス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
述の様な磁気力が磁気フィルタマトリックス3に働く。
【0044】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内部に存在するようにし
ておく。するとこれら取り付けられた磁性体がダミーと
して働くため、フィルタ全体は剛体として上述の如く力
が相殺されるため、磁気力に抗するための大きな力を必
要としなくて済む。勿論、磁気フィルタマトリックスの
大きさが、磁気フィルタマトリックスを移動する際に、
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
述の様に磁性体を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
に使用する磁気フィルタマトリックスが増えるので、磁
性フロックを吸着する容量が大きくなる。
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内部に存在するようにし
ておく。するとこれら取り付けられた磁性体がダミーと
して働くため、フィルタ全体は剛体として上述の如く力
が相殺されるため、磁気力に抗するための大きな力を必
要としなくて済む。勿論、磁気フィルタマトリックスの
大きさが、磁気フィルタマトリックスを移動する際に、
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
述の様に磁性体を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
に使用する磁気フィルタマトリックスが増えるので、磁
性フロックを吸着する容量が大きくなる。
【0045】以上、上記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。
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。
【0046】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で
はあるが、円筒形ではなく中空の角柱状のものでもよ
く、また、その軸線を水平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ともよい。
軸線を鉛直方向にして配置された円筒形のものとしてで
はあるが、円筒形ではなく中空の角柱状のものでもよ
く、また、その軸線を水平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ともよい。
【0047】また、説明において、磁気分離する対象と
して水中の固形浮遊物を磁性粉と凝集させてつくる磁性
フロックとしたが、水中に存在する磁性体や重金属であ
ってもかまわない。
して水中の固形浮遊物を磁性粉と凝集させてつくる磁性
フロックとしたが、水中に存在する磁性体や重金属であ
ってもかまわない。
【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
ィルタ全体を無駄な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。
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
ィルタ全体を無駄な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1】本発明の第1の実施例である磁気分離装置の体
系模式図である。
系模式図である。
【図2】図1の要部部分を示す一部断面斜視図である。
【図3】図1の作用を説明する断面図である。
1…容器、2…電磁コイル、3…磁気フィルタマトリッ
クス、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…湖沼、18…前処理装置、19…逆線水流入
装置、20…最終汚泥処理装置。
クス、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…湖沼、18…前処理装置、19…逆線水流入
装置、20…最終汚泥処理装置。
Claims (1)
- 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28339197A JPH11114325A (ja) | 1997-10-16 | 1997-10-16 | 磁気分離装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28339197A JPH11114325A (ja) | 1997-10-16 | 1997-10-16 | 磁気分離装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11114325A true JPH11114325A (ja) | 1999-04-27 |
Family
ID=17664919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28339197A Pending JPH11114325A (ja) | 1997-10-16 | 1997-10-16 | 磁気分離装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11114325A (ja) |
-
1997
- 1997-10-16 JP JP28339197A patent/JPH11114325A/ja active Pending
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