JPH11226318A - 磁気分離装置 - Google Patents

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、装置運転の効率化を良くす
る。 【解決手段】磁気フィルタを磁性細線の間隔が不均一な
構造とし、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ように、円筒状の磁気
フィルタ３において処理水が流入する付近の前記磁気フ
ィルタ３の磁性細線の間隔を広くし下流にいくにしたが
って細かくしたものを複数個流れ方向につなぎあわせて
一つの磁気フィルタマトリックスとし、前記円柱状の磁
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
路４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
軸線の周りに回転させる駆動機構１３を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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２−２６５６１３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。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フロックの
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
が侵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。

【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
トリックスに吸着す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磁気分離装置を提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】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。

【０００７】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。

【０００８】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。

【０００９】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
される。

【００１０】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。

【００１１】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。

【００１２】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、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。

【００１３】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、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
置する。

【００１４】上記目的を達成するための本発明の第９の
手段は、磁気フィルタの磁性細線の間隔を被処理水が流
入する付近では粗くし、処理水を排出させる下流側にい
くにしたがって細かくなるなるようにする。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は磁気分離装置の体系模式図
で、運転の概略手順は以下の通りである。

【００１６】（１）先ず湖沼あるいは湖沼１６より水を
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。

【００１７】（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。

【００１８】（４）ここで処理された水はもとの湖沼へ
戻される。

【００１９】（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へ送り最終汚泥処理をここ
で行う。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】被処理水中の磁性フロックのフロック径、
密度等の特性は、湖沼１６の原水のＳＳ濃度等の水質及
び、前記磁気分離装置の運転の概略手順（２）の前処理
の際に投入される凝集剤と磁性粉の量により決まる代表
径を中心とした分布をもつ。また磁性フロックの流体抵
抗係数もこれらの要素によってきまる。先に説明した磁
気分離の原理から、磁気フィルタマトリックスの磁性細
線の近傍における磁性フロックの挙動は磁性フロック特
性であるフロック径、密度、流体抵抗係数により予測で
きるので、小マトリックス３内の流速と磁場に関する情
報が知られていれば、代表的な前記磁性フロック特性を
もつ磁性フロックを補足するのに必要な磁気フィルタの
磁性細線の間隔、直径、形状、材質等についてきめるこ
とが可能である。この磁性細線の間隔を以下、代表的細
線間隔という。小マトリックスにおいて、被処理水の流
入する場所と同じ高さ付近にある小マトリックスの磁性
細線の間隔を代表的細線間隔より長くした構造とし、小
マトリックス内の中間部の磁性細線間隔を代表的細線間
隔とし、処理水の排出管路と同じ高さ付近にある小マト
リックスの磁性細線の間隔を代表的細線間隔より細かく
する。これにより磁気フィルタマトリックスへの被処理
水が流入する部位では比較的粗大なフロックを除去する
が粗大フロックの個数は少なく、また細線間隔も広いこ
とから、目詰まりは起こりにくい。代表的な特性をもつ
磁性フロックは、磁性細線の間隔が代表的細線間隔であ
る小マトリックスの中間部において磁性細線に除去され
る。さらにここにおいて除去されない磁性フロックは代
表的なフロック径よりも小さい径をもつ磁性粒子であ
り、これは小マトリックス中で処理水の排出管路６と同
じ高さにある部位に位置する磁性細線間隔が代表間隔よ
りも小さな磁気分離部において除去される。これにより
小マトリックス内で局所的に磁性フロックの吸着が集中
する場所が生じることを防ぐ事ができる。また、被処理
水の流入管路と同じ高さの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、軸12を回
転させてその場所への被処理水の流入を避け、小マトリ
ックス内で目詰まりを起こしていない同じ高さの別の場
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。こ
うしたことにより、磁性フロックを小マトリックス全体
に一様に分散するように吸着させていくことで、効果的
に無駄無く小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。

【００２３】小マトリックスにおいて磁性フロックを吸
着する部分が無くなったら、下流側に接合された未使用
の小マトリックスを磁気分離部に移動して、上述の如く
使用する。これを、全てのマトリックスに磁性フロック
が吸着して使用できなくなるまで続ける。

【００２４】以上に説明するように、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。

【００２５】以下図に従って本発明の磁気分離装置の実
施例について説明する。◆図２は磁気分離装置の本体全
体およびその構造、図３、図４、図５は詳細図である。
◆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奏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、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１
５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、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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】ここで説明する、実施例については、図３
に示すように３つの小さいマトリックス３Ａ，３Ｂ、３
Ｃから成っており、これら小さいマトリックス３Ａ，３
Ｂ３Ｃはいずれもその構造は図４のように前記流入管路
４の位置から前記排出管路６の位置までの高さと等しい
長さとしている。そのうちの１つ３Ａについて図4を用
いて説明すると、流入管路４と同じ高さの部位付近にお
いては磁気フィルタの細線の間隔を粗くした３Ｅ、鉛直
上向きにいくに従い前記磁気フィルタマトリックスの細
線の間隔を細かくし中央部では代表的細線間隔の３Ｆ、
排出管路６と同じ高さの部位付近においては前記磁気フ
ィルタマトリックスの細線の間隔を最も細かくした３Ｇ
とする。他の３Ｂ，３Ｃについても全く構造は同じであ
る。この小さなマトリックス（以下小マトリックスとい
う）３Ａ，３Ｂ，３Ｃを軸線方向に足しあわせて磁気フ
ィルタマトリックス３を構成する。

【００３１】以下、上述の如く構成された実施例の場合
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５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の小マトリックス３Ａ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（１）。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３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内部における磁性細線
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。

【００３２】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の小マトリックス３Ａ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小
マトリックス３Ａ内部の磁場勾配をもった磁性細線によ
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、小マトリックス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小マトリ
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。また、小マトリ
ックス３Ａの被処理水が流入する部位は磁気フィルタの
磁性細線の間隔を広くしてあるので、入り口の部位付近
での目詰まりは起こりにくくなっている。被処理水はさ
らに上昇し小マトリックス３Ａの中間部分を通過する際
に細かい磁性フロック以外は磁気フィルタの細線に吸着
除去され、処理水排出管路６と同じ高さの部位にある磁
気フィルタの細線の間隔が小さくまた細線の径の小さい
領域において磁性微粒子が除去される。こうして磁性フ
ロックを除去された被処理水は、小マトリックス３Ａ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。

【００３３】被処理水を小マトリックス３Ａに流し続け
ると、小マトリックス３Ａ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、小マトリックス３Ａの目詰
まりが起こる（２）。小マトリックス３Ａ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、上方にある小マトリック３Ｂを、
磁気分離部におさまるように引き下げる（３）。

【００３４】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。

【００３５】小マトリックス３Ｂを磁気分離部に置いた
後、再び上述の通りに操作を続ける。被処理水が小マト
リックス３Ｂが目詰まりを起こすのを、圧力計１４、１
１５の検出値の差圧により検出したら（４）、駆動機１
３によって駆動軸１２を引きおろし、小マトリックス３
Ｂを引きおろし（５）、その上にある小マトリックス３
Ｃを磁気分離部に配置する。

【００３６】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。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フィルタ３を引き上げ（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。

【００３７】以上、上述の磁気分離の行程を繰り返し
て、水処理を行う。

【００３８】図６に示した実施例２について簡単な説明
を行う。実施例１との構造的な違いは、磁気分離部は電
磁コイル２、２Ａに挟まれた領域にあり、処理水の排出
管路がこの磁気分離部上部である電磁コイル２の下に配
置されていることである。それ以外の点については、実
施例１と殆ど同じである。また、運転の操作及び手順に
ついても殆ど同じである。図７の（１）乃至（５）にそ
の様子を示すが、これは実施例１についての説明図３と
排出管路６の位置と、磁気分離部の位置が、上述のよう
に異なる点を除けば全く同じである。

【００３９】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。

【００４０】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。するとこれらとりつ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。

【００４１】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。

【００４２】また、上記実施例においては、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。

【００４３】また、フィルタマトリックス３は、３つの
小マトリックス３Ａ，３Ｂ，３Ｃからなっているが、３
つでなくてもいくつでもよい。

【００４４】さらに、上記実施例の説明においては、湖
沼や河川等の水を原水としこれを前処理装置において凝
集剤と磁性粉で前処理した磁性フロックを除去する例を
中心にしているが、フロック化していなくとも磁性体で
あれば除去回収できることは言うまでもない。また、海
洋等の浮遊物除去についても同様である。尚、電磁コイ
ルにより発生させる磁場を強磁場にすることにより、重
金属粒子も除去回収できることは言うまでもない。

【００４５】

【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。

【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１部断面斜視図
である。

【図３】図１に示す実施例のフィルタの構造を説明する
図である。

【図４】図１に示す実施例のフィルタの構造を説明する
図である。

【図５】図１に示す実施例の作用を説明する図である。

【図６】実施例２を示す１部断面斜視図である。

【図７】図６に示す実施例２の作用を説明する図であ
る。

【符号の説明】

１・・・容器 ２・・・電磁コイル ３・・・フィルタ ３Ａ，Ｂ，Ｃ・・・小マトリックス ３Ｄ・・・ダミーのフィルタ ３Ｅ・・・小マトリックス中の細線間隔の広いフィルタ ３Ｆ・・・小マトリックス中の代表的細線間隔のフィル
タ ３Ｇ・・・小マトリックス中の細線間隔の小さいフィル
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 １
３・・・駆動機構 １４、１５・・・圧力計 １６・・・湖沼 １７・
・・前処理装置 １８・・・逆洗水流入装置 １９・
・・最終汚泥処理装置

Claims (9)

【特許請求の範囲】
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、連続的もしくは段階的
   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。
2. 【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
   リックス内を流れる被処理水の主たる流れの方向に、連
   続的もしくは段階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。
3. 【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書離水が流入する位置を、前
   記磁気フィルタマトリクスの円周方向に、連続的もしく
   は段階的に変化させる流入位置制御手段を有してなるこ
   とを特長とする磁気分離装置。
4. 【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、連続的もしくは段階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のいずれかに記載の磁気分離装置。
5. 【請求項５】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４のいずれかに記載の磁気分
   離装置。
6. 【請求項６】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。
7. 【請求項７】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こ
   とを特徴とする請求項４記載の磁気分離装置。
8. 【請求項８】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
   線方向の反対側の前記容器周囲に配置することを特徴と
   する請求項４記載の磁気分離装置。
9. 【請求項９】磁気フィルタマトリックスにおいて、前記
   流入管路と同じ位置にある磁気フィルタマトリックスの
   部位と、前記排出管路と同じ位置にある磁気フィルタマ
   トリックスの部位と、前記流入管路と前記排出管路に挟
   まれた位置にある磁気フィルタマトリックスの部位の、
   各々における磁性細線の間隔が異なることを特徴とする
   請求項１乃至８のいずれかに記載の磁気分離装置。