JP2000000573A

JP2000000573A - 浄化装置

Info

Publication number: JP2000000573A
Application number: JP16727998A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Kubo; 芳生久保
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1998-06-15
Filing date: 1998-06-15
Publication date: 2000-01-07

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は磁気フィルタを用いた浄化装置、特
に水上移動可能な浄化装置の提供を目的とする。【解決手段】フロック中の磁性粉とプランクトン等を
分離するフロック分散化設備２２を備えることで、分別
回収と磁性粉の再利用を実現した。また、ＰＣＳモード
で運転される超電導マグネットを搭載したので、船舶に
励磁用電源を搭載する必要がなく、さらに小型船舶にお
いても浄化装置の連続運転が可能となった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、浄化装置、特に
磁気フィルタを用いた浄化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、海、湖沼や池等における水質の悪
化が問題となっており、水処理装置の開発が進んでい
る。その中で、磁気フィルタを利用し、固液分離技術を
応用した浄化装置として、特開昭５９−３７１号公報、
特開平８−２０６４２０号公報、特開平９−１１７６１
７号公報等に示されたものがある。図４は、特開平８−
２０６４２０号公報に記載された、従来のＮｂ−Ｔｉ超
電導マグネットによる超電導磁気分離装置の構造の断面
図である。図において、１０２は超電導マグネット、１
０３はＧＭ(ギフォード・マクマフォン)型冷凍機、１０
４は磁気フィルタ、１０５は超電導マグネット等が配設
される円筒状の真空容器（クライオスタット）、１０６
は前処理水の注入部、１０７は浄化水の排出部、１０８
は水処理用の円筒状縦型圧力容器、１１７は超電導マグ
ネット１０２を励磁させる電源、１４１は冷凍機の第２
ステージ、１４２は、磁気フィルタ１０４の周囲に配設
される鉄製ヨークである。

【０００３】次に、従来の浄化装置の動作について説明
する。クライオスタット１０５内に装填され、電源１１
７に接続された超電導マグネット１０２は、クライオス
タット１０５内に配設された冷凍機１０３を運転するこ
とで、冷凍機の第２ステージ１４１により冷却用の銅の
部材を介して、４Ｋ程度に冷却され、超電導状態にな
る。この超電導マグネット１０２に通電することによ
り、１Ｔ或いはそれ以上の磁界を超電導マグネット１０
２のコイル中心部に発生させることができる。一方、ク
ライオスタット１０５の円筒内部には図中に示したよう
な強磁性体の磁気フィルタ１０４を内蔵した水処理用の
円筒状縦型圧力容器１０８が装着され、超電導マグネッ
ト１０２により強磁界を印加されることにより、強磁性
体フィルタ表面に大きな磁気勾配が発生する。この磁気
勾配を利用することで磁性粒子を磁気フィルタ１０４に
吸引、分離することが可能となる。磁気フィルタは鉄製
のヨーク１４２で囲まれており、超電導マグネットが発
生する磁力線の通路とその漏洩の防止を兼ねている。し
かしながら、アオコ等のプランクトンは、一般的には強
磁性体ではないため、数１０Ｔ以上の強磁場を加えなけ
れば分離することが困難である。このため、アオコ等を
含んだ原水に鉄、或いはマグネタイト等の強磁性粉と凝
集剤を混ぜてフロック化してやることにより、上記装置
で磁気分離する方式が採用されている。

【０００４】また、プランクトン等を除去するために、
上記のようなシステムを船に搭載し、水上移動可能な装
置を用いることが、上記従来技術および、特開昭５９−
３７１号公報に記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の浄化装置では、
以上のように構成されているので、超電導マグネットを
励磁するための大掛かりな電源が必要なため、小型の船
を利用して水上を移動しながらプランクトン等の除去を
行うには、重量上困難であった、また、小型船への搭載
可能な励磁電源では発電機の能力上、長時間使用は困難
であった。また、従来のシステムでは、浄化処理中、磁
性粉を供給し続けなくてはならず、多量の消費が必須で
あった。更には、分離されたフロックは磁性粉とプラン
クトン等の混合物であり、対環境性の面からこのフロッ
クの処理すなわち、廃棄対策を講じねばならないという
問題があった。

【０００６】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたもので、励磁電源を搭載しない小型船による水上
移動可能なプランクトン等の除去システムを提供するこ
とを目的としている。更には、本発明の別の発明では、
分離されたフロックを磁性粉とプランクトン等の混合物
に分別、回収でき、磁性粉とプランクトン等の再利用に
より対環境性が著しく改善された水上移動可能なプラン
クトン等の除去システムを得る事を目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
浄化装置は、被除去物質を含む原水に少なくとも粉状の
磁性体を添加しフロック化する手段と、伝導冷却型超電
導マグネットにより上記フロックを浄化された水と分離
する第１の磁気分離手段と、上記分離されたフロックを
界面活性剤により再分散させ、被除去物質と磁性体に磁
気分離する第２の磁気分離手段と、上記分離された被除
去物質と磁性体とをそれぞれ分別回収する手段とを備え
たものである。

【０００８】本発明の請求項２に係る浄化装置は、被除
去物質を含む原水に少なくとも粉状の磁性体を添加しフ
ロック化する手段と、永久電流モードで運転される伝導
冷却型超電導マグネットにより上記フロックを浄化され
た水と分離する磁気分離手段とを備えたものである。

【０００９】本発明の請求項３に係る浄化装置は、請求
項２において、一の超電導マグネットに順次作用される
ように移動する複数の磁気分離手段を備えたものであ
る。

【００１０】本発明の請求項４に係る浄化装置は、請求
項１または２において、フロック化する手段において、
さらに凝集剤を添加する設備を備えたものである。

【００１１】本発明の請求項５に係る浄化装置は、請求
項１乃至４のいずれか１項において、船舶に搭載される
ことを規定したものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】実施の形態１．この発明に係る浄
化装置は、システム構成に必要なフロック化、磁気分離
等の諸設備に加えて、分離、収集されたフロックを界面
活性剤を用いて、磁性粉とプランクトン等に再分散さ
せ、その後更に磁気分離装置により磁性粉とプランクト
ン等を分別、回収、再利用する設備を船内に系統的に配
置したので、磁性粉の再利用とプランクトン等の処理
（肥料或いは魚の飼料）が可能となる。

【００１３】以下、この発明の一実施の形態を、図に基
づいて具体的に説明する。図１は、本発明による浄化装
置の断面模式図である。図において、２はＧＭ(ギフォ
ード・マクマフォン)型１０Ｋ冷凍機３により冷却され超
電導状態で動作するＮｂ₃Ｓｎ製の超電導マグネット、
４及び２５はステンレス製の磁気フィルタ、５は超電導
マグネット２等を配設する円筒状のクライオスタット、
６及び２４は前処理水の注入部、７及び２６は浄化水の
排出部、８及び２９は水処理用の挿入容器(円筒状縦型
圧力容器)、９は原水を船へ取り込むためのホース状の
取り入れ口、１１は鉄、マグネタイト等（以下鉄等と略
する）の磁性粉の保管タンク、１２は高分子系の凝集剤
の保管タンク、１３は原水と磁性粉、凝集剤とを混合し
てフロックを生成するためのフロック化設備、１５ａ、
１５ｂ及び２７ａ、２７ｂはフィルタを洗滌するときの
切り替えバルブ、１６は浄化水を船から排出する排出
口、１７は超電導マグネット２を励磁するための電源、
１８は船の推進及び発電用のエンジン、１９は浄化した
水に空気を溶解させるバブリング設備、２１はプランク
トン等が除去された浄化水から未反応の高分子系の凝集
剤を分離する凝集剤除去設備、２２は逆洗することによ
り磁気フィルタに捕捉されたフロックと界面活性剤とを
混合して、フロックをプランクトン等と鉄等の磁性粉と
に分離するためのフロック分散化設備、２３は界面活性
剤の保管タンク、２８はプランクトン等と界面活性剤等
の混合廃液を収集しておくタンクである。これらは、水
上移動可能な船１に搭載される。なお、磁気分離手段
は、被処理水の挿入される容器８、２９と磁気フィルタ
４、２５から構成され、これらに超電導マグネットが作
用する。

【００１４】次に、本発明の動作について説明する。本
実施の形態は、船舶によるシステムの構築を想定してお
り、海、湖等でプランクトン等の発生が著しい場所ま
で、エンジン１８の推力で移動したのち、長時間プラン
クトン等の除去作業を行なうために、除去作業に用いた
鉄等の磁性粉を回収、再利用するシステムを船上に搭載
しているのが特徴である。なお、本システムの動作は、
（１）非処理水の浄化、（２）磁気フィルタの洗滌、
（３）フロックからの磁性粉分離除去、（４）磁性粉の
回収の４つの工程に大別される。

【００１５】まず、（１）非処理水の浄化について説明
する。本システムは大型船舶１に搭載されおり、例えば
赤潮と呼ばれる海上のプランクトン等の発生が著しい場
所まで、エンジン１８の推力で移動する。そして、プラ
ンクトン等が多量に発生している所にホース９を投入
し、ポンプ（図示せず）により原水を吸い上げ、フロッ
ク化設備１３中へ導入する。この導入された原水に、原
水に対し0.005〜0.04wt％の割合の鉄粉等を保管タンク
１１より、また原水に対して0.008〜0.02wt％の割合の
凝集剤を保管タンク１２より導入し、フロック化設備１
３中で１〜１５分間混合させ、フロックを生成する。な
お、本実施の形態では、凝集剤として藻類などの植物性
プランクトンの除去に有効なポリアミノアルキルメタク
リレート等の陽イオン性高分子凝集剤を用いている。生
成されたフロックを含んだ水は、ポンプにより加圧され
て水処理用の挿入容器８の注入部６から、ステンレス製
の磁気フィルタ４へ導入される。一方、ＳＵＳ３０４製
のクライオスタット５内に配設されたＮｂ₃Ｓｎ製の超
電導マグネット２は、同様にクライオスタット内に置か
れた冷凍機３を運転することにより、冷却用の銅の部材
（図示せず）を介して伝導冷却方式により１０Ｋ程度に
冷却されて超電導状態になっており、マグネット用の電
源１７から通電されて１〜３Ｔの磁界を発生する。この
超電導マグネット２による強磁界により、磁気フィルタ
４の表面に大きな磁気勾配が発生し、これによって鉄粉
等を含んだフロックが磁気フィルタに吸引、分離され
る。フロックが分離された処理水は排出部７から切り替
えバルブ１５ａを介して、凝集剤除去設備へ導入され、
ここで、凝集剤は分離除去される。最後に、赤潮等のた
めに欠乏している水中の酸素濃度を回復するため、船の
エンジン１８の動力で運転されているコンプレッサによ
る圧縮空気を利用したバブリング設備１９を通過させ
る。その後、処理水は排出口１６より、外部、すなわち
海あるいは湖沼等へ戻される。

【００１６】次に、長時間使用後、磁気フィルタ４を洗
滌する工程（２）について説明する。プランクトン等の
除去作業を長時間続けると、磁気フィルタ４はフロック
化されたプランクトン等で目詰まりを発生し、除去が困
難になることがある。この場合は、超電導マグネット２
の励磁を止めて磁界をゼロにし、切り替えバルブによ
り、１５ａを閉じ、１５ｂを開放する。非処理水に代え
て、ポンプにより加圧された水流を水処理用の挿入容器
８の注入部６に流し込み、磁気フィルタ４を洗滌する。
この時、原水処理時、磁気フィルタ４に溜まっていたフ
ロックをバルブ１５ｂを介して、フロック分散化設備２
２へ排出できる。これにより、磁気フィルタ４は再生さ
れる。

【００１７】次に、フロック分散化設備２２に溜められ
たフロックから磁性粉を除去する工程（３）について説
明する。上記磁気フィルタ４の洗滌工程（２）におい
て、フロック分散化設備２２へ溜められたフロックに、
界面活性剤がたまったタンク２３からフロックに対して
0.008〜0.014wt％のアルキルベンゼンスルホン酸塩など
の界面活性剤を添加し、フロック分散化設備２２中で１
〜１５分間程度攪拌し、フロックを再分散させる。再分
散された混合溶液は、ポンプにより加圧されて水処理用
の挿入容器８に対して対向的に配置された磁性粉分離用
の挿入容器２９の注入部２４から流れ込み、ステンレス
製の磁気フィルタ２５の部分へ達する。ここで、再分散
された鉄等の磁性粉はＮｂ₃Ｓｎ製の超電導マグネット
２よる強磁界により磁気フィルタ２５に吸引され、残り
のプランクトン等や界面活性剤等が混在した液体は、挿
入容器の排出部２６から切り替えバルブ２７ｂを介して
最終的に廃液タンク２８に回収される。

【００１８】上記工程で、フロックから分離され、磁気
フィルタ２５に捕捉された磁性粉は、磁気フィルタ４の
洗滌時と同様にして排出できる。すなわち、切り替えバ
ルブ２７ｂを閉じ、２７ａを開放し、ポンプにより加圧
された外部から取り込まれた水（図示せず）を磁性粉分
離用の挿入容器２９の注入部２４に流し込み、磁気フィ
ルタ２５を洗滌することにより、バルブ２７ａを介し
て、磁性粉が混入した水を磁性粉が貯蔵されているタン
ク１１へ戻すことができ、磁性粉の再利用が可能とな
る。（工程（４）に相当）

【００１９】こうして本発明によるプランクトン等除去
装置により赤潮中のプランクトン等の除去実験を実施し
た結果、処理前の原水が赤褐色であったのに比べて、除
去装置を通過した後の浄化水はほぼ透明になることを確
認した。また、原水と浄化水とを化学的に分析した結
果、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）の値（低い程良い）が
１０６mg／Ｌから１６mg／Ｌと原水の１５％程度に低減
された。これらの結果から本システムが赤潮等のプラン
クトン等の除去に効果があることが判明した。

【００２０】なお、上記実施の形態では超電導マグネッ
トとしてＮｂ₃Ｓｎ線材によるものを、冷凍機として１
０Ｋ対応のものを用いた場合について説明したが、超電
導マグネットとしてＮｂ−Ｔｉ線材によるものを、冷凍
機として４Ｋのものを用いてもプランクトン等の除去シ
ステムとして上記実施の形態と同等の効果を奏すること
は言うまでもない。

【００２１】実施の形態２．この発明にかかる浄化装置
は、水上移動可能なプランクトン等の除去システムであ
り、従来のシステムと比較して、マグネット励磁後、電
源からマグネットを切り離せるように超電導マグネット
に永久電流スイッチ（ＰＣＳ）を付加した磁気分離設
備、及びフロック化設備を小型の船内に系統的に配置し
たものである。そのため、電源を搭載する必要がなくな
り、小型船によるシステム構築が可能となる。

【００２２】以下、この発明の一実施の形態を、図に基
づいて具体的に説明する。図２は、本発明による浄化装
置の断面模式図である。図において、９ａ、９ｂは原水
の船への取入口、１０は取入口９ａ、９ｂの上下切り替
えバルブ、２０は超電導マグネット２用のＮｂ−Ｔｉ製
永久電流スイッチ（ＰＣＳ）である。

【００２３】次に本発明の動作について説明する。本シ
ステムでは上記実施の形態１と異なり、小型船舶による
システムを想定しており、重量が重く、電力を消費する
超電導マグネット２用の電源を船上に搭載しない。その
ため、出航前に真空容器内に置かれた４Ｋ冷凍機３を事
前に運転させ、Ｎｂ−Ｔｉ製の超電導マグネット２を伝
導冷却方式により４Ｋ程度に冷却し、超電導状態にして
おく必要がある。一旦超電導状態に達すれば、冷凍機３
の電源としては、消費電力を多大に必要とせず、船のエ
ンジン１８により駆動されている発電機（図示せず）の
電力を使用することができる。次に、この超電導状態に
なったマグネット２を別途（例えば近辺の陸に）設置さ
れたマグネット用の電源（図示せず）により通電して、
１〜３Ｔの磁界を発生させる。所定の磁界が発生した後
は、Ｎｂ−Ｔｉ製のＰＣＳを超電導化させることでマグ
ネット２を永久電流モードにし、励磁用の配線を切り離
す。上記の様な方法によれば、少なくとも１日程度の間
は、励磁電源無しにマグネット２は所定の磁界を発生し
続けることが可能となる。なお、ＰＣＳは熱式ではな
く、磁界式或いは機械式のものを用いることで、熱負荷
の増大を防ぐことができる。この様にして、マグネット
２を永久電流モードにした状態で船を海へ出航させ、赤
潮等のプランクトン等の発生が特に著しい所まで、エン
ジン１８の推力で移動させる。これ以降の動作は、実施
の形態１と同様である。

【００２４】但し、本実施の形態においては、マグネッ
ト２は永久電流モードで使用されるため、磁界を減磁す
ることができない。そのため、そのままの状態では磁気
フィルタ４が目詰まりを生じた時に洗滌することは困難
である。従って、磁気フィルタ４がフロックを捕集する
量を少しでも多くするため、本方式の場合には収集され
た原水に対し、上記実施の形態１とは異なり、0.005〜
0.02wt％の割合の鉄粉等と、0.008〜0.014wt％の割合の
非イオン性高分子凝集剤を混合することで、フロック中
のプランクトン等の含有率の増加が可能になった。ま
た、ステンレス製の磁気フィルタ４の容量も実施の形態
１よりも増量させる方がよい。この様にしてフロックが
分離された浄化水は、赤潮のため欠乏している水中の酸
素濃度を補償するため、船のエンジン１８の動力で運転
されているコンプレッサーによる圧縮空気を利用したバ
ブリング設備１９を通過させたのち、船の排出口１６か
ら排出され、外部、海あるいは湖沼等へ戻される。

【００２５】上記本発明の実施の形態による浄化装置を
用い、赤潮中のプランクトン等の除去実験を実施した結
果、処理前の原水が赤褐色であったのに比べて、除去装
置を通過した後の浄化水はほぼ透明になることを確認し
た。また、原水と浄化水とを化学的に分析した結果、化
学的酸素要求量（ＣＯＤ）の値が１０６mg／Ｌから２１
mg／Ｌと原水の２０％程度に低減し、浄化作用が確認さ
れた。これらの結果から、本システムが赤潮等のプラン
クトン等の除去に効果があることが判明した。

【００２６】なお、上記実施の形態においては、フロッ
ク化の再に凝集剤を添加する例について示したが、イオ
ン濃度の高い例えば、海水の場合に、凝集剤１２を用い
ず、鉄等の磁性粉のみでも赤潮中のプランクトンを凝集
させることも検討した。原水に対し0.005〜0.02wt％の
割合の鉄粉等のみを混合し、１０分程度攪拌してフロッ
ク化したのちプランクトン等の除去設備８を通すことに
より、高分子系凝集剤を用いないプランクトン等の除去
も試みた。その結果、処理前の原水が赤褐色であったの
に比べて、除去装置を通過した後の浄化水はほぼ透明に
なることを確認した。原水と浄化水とを化学的に分析し
た結果、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）の値が１０６mg／
Ｌから４０mg／Ｌと原水の３８％程度に低減された。こ
の結果から、海水等の電解質中のプランクトン等の除去
に関しては、除去率ではやや劣るものの、凝集剤を添加
せずにフロック化する手法でも、赤潮等のプランクトン
等の除去に効果があることが判明した。被処理水（原
水）のイオン濃度に応じて、凝集剤を添加するかどうか
を判断すればよく、これは上記実施の形態１においても
同様である。

【００２７】本実施の形態においては、システムの超電
導マグネットと冷凍機としては、Ｎｂ−Ｔｉ製の超電導
マグネットとＧＭ型４Ｋ冷凍機を用いた例について示し
たが、予め熱処理しその後絶縁を施したＮｂ₃Ｓｎ線材
を用いてコイル化するリアクト＆絶縁＆ワインド法(以
下Ｒ＆Ｉ＆Ｗと称する）で製作したＮｂ₃Ｓｎ製マグネ
ットと１０Ｋ冷凍機とを組み合わせたシステムでも同様
の効果が得られることは明白である。

【００２８】また、本実施の形態１、２のような小型船
にシステムを搭載する場合、発電系への負荷を軽減する
ため、船上に多数の太陽電池を搭載して、これによる電
力も併せて利用することは極めて有効である。

【００２９】実施の形態３．この発明にかかる浄化装置
は、実施の形態２と同様、水上移動可能なプランクトン
等の除去システムであり、従来のシステムと比較して、
マグネット励磁後、電源からマグネットを切り離せるよ
うに超電導マグネットに永久電流スイッチ（ＰＣＳ）を
付加した磁気分離設備、及びフロック化設備を小型の船
内に系統的に配置したものである。そのため、電源を搭
載する必要がなくなり、小型船によるシステム構築が可
能となる。

【００３０】図３は、本発明の別の実施の形態による浄
化装置の一部断面模式図である。図において、フロック
化設備１３から挿入容器８へ接続されるフレキシブルな
ホース６ａ、６ｂ、浄化水の排出部７に接続されたフレ
キシブルなホース７ａ、７ｂ、水処理用の挿入容器８の
中を移動可能で、対向状に配置された一対の磁気フィル
タ４を内蔵し、磁気フィルタに対応して部屋が仕切り壁
３３により分別されている水処理用の円筒状圧力容器３
１ａ、３１ｂ、例えば油圧を動力として圧力容器３１
ａ、３１ｂを挿入容器８内で移動させるための油圧ポン
プ３２が搭載される。なお、挿入容器前後の２組のフレ
キシブルホースは、それぞれ磁気フィルタに対応して部
屋が分別されている水処理用の円筒状圧力容器３１ａ、
３１ｂの部屋毎に１組ずつ接続されている。

【００３１】次に本発明の実施の形態の動作について説
明する。本システムは上記実施の形態２で述べた小型船
舶によるシステム構築と同等のものを想定しているが、
実施の形態２とは異なり、磁気フィルタ４の洗滌を磁界
を低減することなくできるようになった点が特徴であ
る。まず、出航前に真空容器内に置かれた４Ｋ冷凍機３
を事前に運転させ、Ｎｂ−Ｔｉ製の超電導マグネット２
を伝導冷却方式により４Ｋ程度に冷却し、超電導状態に
する。次に、この超伝導状態になったマグネット２を別
途設置されたマグネット用の電源（図示せず）により通
電して、１〜３Ｔの磁界を発生させる。所定の磁界が発
生した後は、Ｎｂ−Ｔｉ製のＰＣＳを超電導化させるこ
とでマグネット２を永久電流モードにし、励磁用の配線
を切り離す。この様にして、マグネット２を永久電流モ
ードにした状態で船を湖沼あるいは海へ出航させ、藻類
等のプランクトン等の発生が特に著しい所まで、エンジ
ン１８の推力で移動させる。

【００３２】次に、藻類などのプランクトン等の発生が
水面近傍の場合は上部の原水取り入れ口９ａから、プラ
ンクトン等の発生が水面下の場合は下部の原水取り入れ
口９ｂから、切り替えスイッチ１０を介して原水をフロ
ック化設備１３中へ導入する。この導入された原水に、
鉄等の強磁性粉が保管されているタンク１１から原水に
対し0.005〜0.04wt％の割合の鉄粉等と、凝集剤の保管
されたタンク１２から原水に対して0.008〜0.02wt％の
割合の凝集剤をフロック化設備１３中で１〜１５分間混
合してフロックを生成する。本実施の形態では、凝集剤
として藻類などの植物性プランクトンの除去に有効なポ
リアミノアルキルメタクリレート等の陽イオン性高分子
凝集剤を用いている。生成されたフロックを含んだ水
は、ポンプにより加圧されて水処理用の圧力容器３１ａ
の注入部６ａから流れ込み、ステンレス製の磁気フィル
タ４ａの部分へ達する。

【００３３】一方、磁気フィルタ４ａの表面は、永久電
流モードで１〜３Ｔの磁界が発生している超電導マグネ
ット２により大きな磁気勾配が発生しており、これによ
って鉄粉等を含んだフロックは磁気フィルタに吸引、分
離される。フロックが分離された浄化水は、圧力容器の
排出部からフレキシブルなホース７ａを経由してそれ以
降の工程、例えば実施の形態２に記したバブリング設備
１９へと移送され、最終的に船外へ戻される。

【００３４】実施の形態２で述べたように、プランクト
ン等の除去作業を長時間続けると、磁気フィルタはフロ
ック化されたプランクトン等で目詰まりを起こし、除去
が困難になる。この場合は、超電導マグネットの励磁を
止めることなく、圧力容器３１ａの注入部のバルブを閉
め、接続されたフレキシブルなホース６ａを切り替えた
のち、挿入容器８の中に対向状に配置された一対の水処
理用の円筒状圧力容器３１ｂの中のもう一方の未使用の
磁気フィルタ４ｂが超電導マグネット内に収まるまで、
機械力、例えば本実施の形態では油圧プレス３２により
ゆっくりと移動させる。本実施の形態では、圧力容器は
円筒状の１対のもので構成されているが、電磁力で圧力
容器の移動が困難な場合は、１対にせず、例えば７対の
圧力容器の構成とし、移動は１対ずつ行うことで移動が
可能となる。また、重量を少しでも軽量化させたい場合
には、油圧プレス機等を用いず、船のエンジンから歯車
等を介して機械的に移動させることも可能である。この
ようにして圧力容器３１ｂが装着するように移動させた
後、注入部にフレキシブルなホース６ｂを装着した後、
このバルブを開け、フロック化処理した処理水を流すこ
とで再びプランクトン等の除去処理が可能となる。

【００３５】先に使用され、フロック化されたプランク
トン等で目詰まりを起こした方の磁気フィルタ（図３の
左側のフィルタ４ａ）は、超電導マグネットの外部に出
るため、磁界をゼロまで落とすことなく、加圧された水
流を目詰まりを起こした方のフィルタが入った方の圧力
容器３１ａの注入部６ａに流し込み、フィルタ４ａを洗
滌することにより、目詰まりしたフロックを収集タンク
２２へ移すことができ、磁気フィルタの再利用が可能と
なる。

【００３６】こうして本発明による浄化装置を用いて、
湖中の藻類などのプランクトン等の除去実験を実施し
た。その結果、処理前の原水が薄緑色であったのに比べ
て、除去装置を通過した後の浄化水はほぼ透明になって
おり、また、原水と浄化水とを化学的に分析した結果、
クロロフィルａの値が１２００μｇ／Ｌから８０μｇ／
Ｌと、原水の７％程度にまで、また化学的酸素要求量
（ＣＯＤ）の値が１０６mg／Ｌから１５mg／Ｌと原水の
１５％程度に低減された。これらの結果から、本システ
ムが藻類などのプランクトン等の除去に効果があること
が判明した。

【００３７】なお、上記実施の形態１〜３では、除去さ
れる対象物として赤潮の原因である動物性プランクト
ン、アオコ等の植物性プランクトンをあげて説明した
が、凝集剤と磁性粉末とを混合することでフロックが生
成されるものであれは何でもよく、例えばコロイド状の
活性汚泥やカオリン粘土等の除去にも有効なことは言う
までもない。従って、プランクトン等という表現はこれ
らのものを総称した表現であり、コロイド状の活性汚泥
やカオリン粘土等も含まれることは言うまでもない。更
に、凝集剤と磁性粉とを組み合わせる代わりに、凝結剤
として硫酸鉄ＦｅＳｏ₄、硫酸アルミニウムＡｌ₂（ＳＯ
₄）₃などを添加することによりＲ₂ＭＯ₄（Ｒ＝Ａｌ，Ｆ
ｅ，・・・、Ｍ＝Ｍｇ，Ｆｅ，Ｚｎ，Ｍｎ）で表されるス
ピネル化合物が凝結、沈殿するような溶液の場合も、ス
ピネル化合物がフェロ磁性を持つものに対しては、磁性
粉を用いなくても磁気フィルタで捕集、除去することが
でき、このような場合もプランクトン等という表現の変
形例として含まれることは明白である。加えて、磁気分
離法に基づいた本システムでは、大腸菌などの細菌、ウ
イルス等の除去にも同様な優れた効果を発揮することが
知られており、プランクトン等という表現はこれらのも
のも総称した表現であることは言うまでもない。上記実
施の形態１〜３では、浄化装置は船に積載された例を述
べたが、地上に構成されたプラントシステム、或いは車
上に搭載されたシステムであっても同様の効果が発揮さ
れることは明白である。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、被除去
物質を含む原水に少なくとも粉状の磁性体を添加しフロ
ック化する手段と、伝導冷却型超電導マグネットにより
上記フロックを浄化された水と分離する第１の磁気分離
手段と、上記分離されたフロックを界面活性剤により再
分散させ、被除去物質と磁性体に磁気分離する第２の磁
気分離手段と、上記分離された被除去物質と磁性体とを
それぞれ分別回収する手段とを備えたので、またフロッ
ク化する手段において、さらに凝集剤を添加する設備を
備えたので、長時間のプランクトン等の除去が可能とな
り、多量の赤潮の駆除と分離されたフロックの磁性粉と
プランクトン等混合物への分別、回収、再利用が可能と
なる。また、イオン濃度に応じて、凝集剤の添加を考慮
すればよく、分別回収作業も容易になる。さらに、この
分別されたプランクトン等は、磁性粉が含まれてないた
め廃棄が可能となり、また肥料、或いは魚の飼料等への
再利用が可能となり、対環境性が向上する。また、上記
浄化装置は船舶に搭載され、海、湖沼の汚染領域に移動
して浄化作用を果たす。

【００３９】また、別の発明によれば、被除去物質を含
む原水に少なくとも粉状の磁性体を添加しフロック化す
る手段と、永久電流モード（ＰＣＳモード）で運転され
る伝導冷却型超電導マグネットにより上記フロックを浄
化された水と分離する磁気分離手段とを備えたので、超
電導マグネットの励磁用電源が不要となり、小型船での
赤潮除去が可能となる。またフロック化する手段におい
て、さらに凝集剤を添加する設備を備えたので、イオン
濃度に応じて、凝集剤の添加を考慮すればよく、分別回
収作業も容易になる。さらに、一の超電導マグネットに
順次作用されるように移動する複数の磁気分離手段を備
えたので、超電導マグネットを消磁することなく連続的
にプランクトン等の除去が可能となり、船舶に搭載して
も長時間の連続運転が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１による磁気分離を利
用した浄化装置を示した図で、船舶に搭載されている図
である。

【図２】この発明の実施の形態２による磁気分離を利
用した浄化装置を示した図で、船舶に搭載されている図
である。

【図３】この発明の実施の形態３による磁気分離を利
用した浄化装置を示した図で、船舶に搭載されている図
である。

【図４】従来の超電導磁気分離装置を示す断面模式図
である。

【符号の説明】

１船舶、２超電導マグネット、３冷凍
機、４、４ａ、４ｂ磁気フィルタ、５クライオ
スタット、６、６ａ６ｂ前処理水の注入部、７、
７ａ、７ｂ浄化水の排出部、８、２９水処理用の挿
入容器、９、９ａ、９ｂ原水の取り入れ口、１０
切り替えバルブ、１１磁性粉の保管タンク、
１２凝集剤の保管タンク、１３フロック化設備、
１５ａ、１５ｂ切り替えバルブ、１６排出口、
１７電源、１８エンジン（動力源）、１９バ
ブリング設備、２０永久電流スイッチ、２１凝集剤
除去設備、２２フロック分散化設備、２３界面活
性剤の保管タンク、２４前処理水の注入部、２５
磁気フィルタ、２６浄化水の排出部、２７ａ、２７
ｂ切り替えバルブ、２８廃液タンク、３１ａ、
３１ｂ円筒状圧力容器、３２油圧ポンプ、３３
仕切り壁。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被除去物質を含む原水に少なくとも粉状
の磁性体を添加しフロック化する手段と、伝導冷却型超
電導マグネットにより、上記フロックを浄化された水と
分離する第１の磁気分離手段と、上記分離されたフロッ
クを界面活性剤により再分散させ、被除去物質と磁性体
に磁気分離する第２の磁気分離手段と、上記分離された
被除去物質と磁性体とをそれぞれ分別回収する手段とを
備えたことを特徴とする浄化装置。
【請求項２】被除去物質を含む原水に少なくとも粉状
の磁性体を添加しフロック化する手段と、永久電流モー
ドで運転される伝導冷却型超電導マグネットにより、上
記フロックを浄化された水と分離する磁気分離手段とを
備えたことを特徴とする浄化装置。
【請求項３】一の超電導マグネットに順次作用される
ように移動する複数の磁気分離手段を備えたことを特徴
とする請求項２に記載の浄化装置。
【請求項４】フロック化する手段において、さらに凝
集剤を添加する設備を備えたことを特徴とする請求項１
または２に記載の浄化装置。
【請求項５】船舶に搭載されることを特徴とする請求
項１乃至４のいずれか１項に記載の浄化装置。