JP2006297264A - Magnetic separation method and water treatment method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁気分離方法及び水処理方法に関するものである。 The present invention relates to a magnetic separation method and a water treatment method.
従来、強磁性体の磁気フィルタを用いて被処理液中の磁性物質を除去する磁気分離方法が知られている(例えば、特許文献1)。この特許文献1記載の方法に用いられる装置は、回転する磁気フィルタを備えている。この磁気フィルタは、一部分が被処理液の流動路を横切るように回転しており、この流動路を横切る一部分が、流動路に形成された磁場内において吸引力を発生することで被処理液の磁性物質を捕集する。そして、磁性物質を捕集した部分は、磁気フィルタの回転によって磁場が弱い流動路外に移動したときに洗浄され、捕集した磁性物質が払い落とされる。このように、回転する磁気フィルタを採用することで、磁性物質の捕集と磁気フィルタの再生とを繰り返しつつ、連続的な被処理水の磁気分離処理を可能とすることが提案されている。
しかしながら、上記の方法では、磁気フィルタを回転させる際、強磁性体の磁気フィルタを磁場内で移動させることになるので、この回転のためには大きな力が必要であり、大きな動力を必要とする。 However, in the above method, when the magnetic filter is rotated, the ferromagnetic magnetic filter is moved in the magnetic field. Therefore, a large force is required for this rotation, and a large amount of power is required. .
そこで、本発明は、大きな動力を必要とせずに、連続的な処理が可能な磁気分離方法及び水処理方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a magnetic separation method and a water treatment method capable of continuous treatment without requiring large power.
本発明に係る磁気分離方法は、磁性物質を含む被処理液を流動させ、内部に形成された磁場内に位置する磁気フィルタに通過させて、被処理液中の磁性物質を磁気フィルタで捕集し、磁性物質が除去された処理液を得る捕集工程と、捕集工程と同じ磁束密度の磁場が磁気フィルタの位置に形成された状態で、磁気フィルタを洗浄するための洗浄用液を導入し、捕集工程における被処理液よりも大きい流速で洗浄用液を流動させ、磁気フィルタに捕集された磁性物質を磁気フィルタから除去する再生工程と、が行われる複数の流動路に、被処理液を分配して導入し、複数の流動路のうちの少なくとも一つの流動路において捕集工程が行われるように、流動路ごとに捕集工程と再生工程とを交互に行わせて、磁性物質が除去された処理液を各流動路から得ることを特徴とする。 In the magnetic separation method according to the present invention, a liquid to be treated containing a magnetic substance is flowed and passed through a magnetic filter located in a magnetic field formed therein, and the magnetic substance in the liquid to be treated is collected by the magnetic filter. In addition, a collection process for obtaining a treatment liquid from which magnetic substances have been removed and a cleaning liquid for cleaning the magnetic filter are introduced in a state where a magnetic field having the same magnetic flux density as that of the collection process is formed at the position of the magnetic filter. And a regeneration step in which the cleaning liquid is caused to flow at a flow rate greater than that of the liquid to be treated in the collection step, and the magnetic substance collected in the magnetic filter is removed from the magnetic filter. The treatment liquid is distributed and introduced, and the collection process and the regeneration process are alternately performed for each flow path so that the collection process is performed in at least one of the flow paths. Each flow of treatment liquid from which substances have been removed Characterized in that obtained from.
この磁気分離方法では、被処理液が複数の流動路に分配されて導入され、これらの流動路のそれぞれにおいて、捕集工程及び再生工程が交互に行われる。捕集工程においては、被処理液を比較的小さな流速で流動させる。この場合、被処理液中の磁性物質は、磁場内で磁化された磁気フィルタを通過する際に、磁気フィルタの吸引力によってこの磁気フィルタに捕集される。一方、再生工程では、磁気フィルタの位置に捕集工程と同じ磁束密度の磁場を形成し、洗浄用液を比較的大きな流速で流動させる。この場合、磁気フィルタは磁性物質に対して捕集工程と同じ吸引力を有しているが、洗浄用液の流速を、捕集工程における被処理液の流速よりも大きくすることで、磁気フィルタの位置の磁束密度を変えなくても、磁気フィルタに捕集されている磁性物質が払い落とされ、磁気フィルタの再生が行われる。このため、磁気フィルタを、磁束密度が高い場所と低い場所との間で移動させるといったことが不要で、その結果、大きな動力を必要とせずに被処理液の処理を行うことができる。また、この磁気分離方法では、上記のような流動路を複数用い、複数の流動路のうち少なくとも一つの流動路において捕集工程が行われる状態を維持しながら、各流動路において捕集工程と再生工程とを交互に行わせる。従って、被処理液は、常に、いずれかの流動路において、磁性物質の除去が行われることになり、導入された被処理液を連続的に処理することが出来る。ここで、本発明における磁性物質は、単独で磁性を有している物質、及び磁性を有さない物質と磁性を有する物質とが一体化され全体として磁性を有する物質を含む。 In this magnetic separation method, the liquid to be treated is distributed and introduced into a plurality of flow paths, and the collection process and the regeneration process are alternately performed in each of these flow paths. In the collection step, the liquid to be treated is caused to flow at a relatively small flow rate. In this case, when the magnetic substance in the liquid to be processed passes through the magnetic filter magnetized in the magnetic field, the magnetic substance is collected by the magnetic filter by the attractive force of the magnetic filter. On the other hand, in the regeneration process, a magnetic field having the same magnetic flux density as in the collecting process is formed at the position of the magnetic filter, and the cleaning liquid is caused to flow at a relatively large flow rate. In this case, the magnetic filter has the same attraction force with respect to the magnetic substance as in the collection step, but the magnetic filter has a higher flow rate than that of the liquid to be treated in the collection step. Even if the magnetic flux density at the position is not changed, the magnetic substance collected in the magnetic filter is removed, and the magnetic filter is regenerated. For this reason, it is unnecessary to move the magnetic filter between a place where the magnetic flux density is high and a place where the magnetic flux density is low, and as a result, the liquid to be treated can be processed without requiring a large amount of power. Further, in this magnetic separation method, a plurality of flow paths as described above are used, and while maintaining the state in which the collection process is performed in at least one of the plurality of flow paths, The regeneration process is alternately performed. Therefore, the liquid to be treated is always removed of the magnetic substance in any flow path, and the introduced liquid to be treated can be continuously processed. Here, the magnetic substance in the present invention includes a substance having magnetism alone, and a substance having magnetism as a whole by integrating a substance having no magnetism and a substance having magnetism.
本発明に係る水処理方法は、被処理水中に含まれる固形物に磁性を付与して磁性物質を生成させ、磁性物質を含む被処理水を流動させ、内部に形成された磁場内に位置する磁気フィルタに通過させて、被処理水中の磁性物質を磁気フィルタで捕集し、磁性物質が除去された処理水を得る捕集工程と、捕集工程と同じ磁束密度の磁場が磁気フィルタの位置に形成された状態で、磁気フィルタを洗浄するための洗浄用水を導入し、捕集工程における被処理水よりも大きい流速で洗浄用水を流動させ、磁気フィルタに捕集された磁性物質を磁気フィルタから除去する再生工程と、が行われる複数の流動路に、被処理水を分配して導入し、複数の流動路のうちの少なくとも一つの流動路において捕集工程が行われるように、流動路ごとに捕集工程と再生工程とを交互に行わせて、磁性物質が除去された処理水を各流動路から得ることを特徴とする。 The water treatment method according to the present invention provides magnetism to solids contained in the water to be treated to generate a magnetic substance, causes the water to be treated containing the magnetic substance to flow, and is located within a magnetic field formed therein. Passing through the magnetic filter, collecting the magnetic substance in the water to be treated with the magnetic filter, and obtaining the treated water from which the magnetic substance has been removed. In this state, the cleaning water for cleaning the magnetic filter is introduced, and the cleaning water is flowed at a flow rate larger than the water to be treated in the collecting process, and the magnetic substance collected in the magnetic filter is removed from the magnetic filter. The flow path is such that the water to be treated is distributed and introduced into the plurality of flow paths in which the collection process is performed and the collection process is performed in at least one of the plurality of flow paths. Every time the collection process and re And a step by alternately carried out, characterized in that to obtain a treated water magnetic substance has been removed from the flow passage.
この水処理方法では、まず、被処理水中の固形物に磁性を付与し、もともと磁性を有さない固形物を、磁気フィルタによる分離が可能な磁性物質としている。そして、この被処理水が複数の流動路に分配されて導入され、これらの流動路のそれぞれにおいて、捕集工程及び再生工程が交互に行われる。捕集工程においては、被処理水を比較的小さな流速で流動させる。この場合、被処理水中の磁性物質は、磁場内で磁化された磁気フィルタを通過する際に、磁気フィルタの吸引力によってこの磁気フィルタに捕集される。一方、再生工程では、磁気フィルタの位置に捕集工程と同じ磁束密度の磁場を形成し、洗浄用水を比較的大きな流速で流動させる。この場合、磁気フィルタは磁性物質に対して捕集工程と同じ吸引力を有しているが、洗浄用水の流速を、捕集工程における被処理水の流速よりも大きくすることで、磁気フィルタの位置の磁束密度を変えなくても、磁気フィルタに捕集されている磁性物質が払い落とされ、磁気フィルタの再生が行われる。このため、磁気フィルタを、磁束密度が高い場所と低い場所との間で移動させるといったことが不要で、その結果、大きな動力を必要とせずに被処理水の処理を行うことができる。また、この磁気分離方法では、上記のような流動路を複数用い、複数の流動路のうち少なくとも一つの流動路において捕集工程が行われる状態を維持しながら、各流動路において捕集工程と再生工程とを交互に行わせる。従って、被処理水は、常に、いずれかの流動路において、磁性物質の除去が行われることになり、導入された被処理水を連続的に処理することが出来る。 In this water treatment method, first, magnetism is imparted to the solid matter in the water to be treated, and the solid matter that originally has no magnetism is made a magnetic substance that can be separated by a magnetic filter. And this to-be-processed water is distributed and introduce | transduced into several flow paths, and a collection process and a reproduction | regeneration process are alternately performed in each of these flow paths. In the collection process, the water to be treated is caused to flow at a relatively small flow rate. In this case, when passing through the magnetic filter magnetized in the magnetic field, the magnetic substance in the water to be treated is collected by the magnetic filter by the attractive force of the magnetic filter. On the other hand, in the regeneration process, a magnetic field having the same magnetic flux density as in the collection process is formed at the position of the magnetic filter, and the cleaning water is caused to flow at a relatively large flow rate. In this case, the magnetic filter has the same attractive force as the collection step with respect to the magnetic substance, but the flow rate of the cleaning water is larger than the flow rate of the water to be treated in the collection step. Even without changing the magnetic flux density at the position, the magnetic substance collected in the magnetic filter is removed, and the magnetic filter is regenerated. For this reason, it is unnecessary to move the magnetic filter between a place where the magnetic flux density is high and a place where the magnetic flux density is low, and as a result, the water to be treated can be treated without requiring large power. Further, in this magnetic separation method, a plurality of flow paths as described above are used, and while maintaining the state in which the collection process is performed in at least one of the plurality of flow paths, The regeneration process is alternately performed. Therefore, the water to be treated is always removed of the magnetic substance in any flow path, and the introduced water to be treated can be continuously treated.
本発明によれば、磁気分離方法及び水処理方法において、大きな動力を必要とせずに、連続的な処理が可能となる。 According to the present invention, in the magnetic separation method and the water treatment method, continuous treatment is possible without requiring large power.
以下、図面を参照しつつ本発明に係る磁気分離方法及び水処理方法の好適な実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a magnetic separation method and a water treatment method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
〔第1実施形態〕
まず、本発明の磁気分離方法の実施形態である水処理方法の説明に先立って、この水処理方法が適用される高勾配型磁気分離装置の一例を説明する。
[First Embodiment]
First, an example of a high gradient magnetic separation apparatus to which the water treatment method is applied will be described prior to the description of the water treatment method that is an embodiment of the magnetic separation method of the present invention.
図1に示す高勾配型磁気分離装置1は、被処理水中に含まれる磁性物質を、磁気フィルタを用いて除去するための水処理装置である。装置1は、例えば、被処理水としての下水(被処理液)中に含まれる粒径10μm程度の土砂(固形物)等を除去するといった処理に用いられる。下水中の土砂の粒子は磁性を有さないので、この場合、後述する前処理工程によって予め磁性が付与されることで、磁気フィルタによる分離が可能とされる。そして、前処理済みの下水をラインL1を通じて装置1に導入し、装置1でこの下水を処理することにより、磁性が付与された土砂や、もともと下水に含まれていた磁性物質を、磁気フィルタによって捕集する。その結果として、下水から土砂を除去した後の処理水が、ラインL2を通じて得られることになる。 A high gradient magnetic separation device 1 shown in FIG. 1 is a water treatment device for removing magnetic substances contained in water to be treated using a magnetic filter. The apparatus 1 is used for the process of removing earth and sand (solid matter) having a particle size of about 10 μm contained in sewage (treated liquid) as treated water, for example. Since the earth and sand particles in the sewage do not have magnetism, in this case, separation by a magnetic filter is possible by providing magnetism in advance by a pretreatment process described later. Then, the pretreated sewage is introduced into the device 1 through the line L1, and the sewage is treated by the device 1 so that the magnetic material and the magnetic substance originally contained in the sewage are removed by the magnetic filter. Collect. As a result, treated water after removing earth and sand from sewage is obtained through line L2.
この装置1は、下水を流動させる流動路を4つ備えている。これらの流動路15,25,35,45は、互いに平行に延在する4本の円筒状の流動管17,27,37,47の内部空間によってそれぞれ構成されている。そして、各流動管17,27,37,47の内壁には、円柱状の磁気フィルタ19、29,39,49がそれぞれ固定されている。この磁気フィルタ19、29,39,49は、例えば、フェライト系ステンレスであるSUS430といった強磁性体からなる円形の網が、流動路15,25,35,45の延在方向に複数積層されて構成されている。これらの流動路15,25,35,45は互いに同じ構成を有しており、磁気フィルタ19、29,39,49も互いに同じ構成を有している。
This device 1 includes four flow paths for flowing sewage. These
各流動管17,27,37,47には、ラインL1から分岐したラインL11,L21,L31,L41がそれぞれ接続され、ラインL2から分岐したラインL12,L22,L32,L42がそれぞれ接続されている。また、各流動管17,27,37,47には、ラインL3から分岐したラインL13,L23,L33,L43がそれぞれ接続され、ラインL4から分岐したラインL14,L24,L34,L44がそれぞれ接続されている。
Lines L11, L21, L31, and L41 branched from the line L1 are connected to the
装置1によって処理される下水は、このラインL1及びラインL11,L12,L13,L14を介して流動路15,25,35,45のそれぞれに分割されて導入され、それぞれの流動路における捕集工程(詳細は後述する)で処理された処理水は、ラインL12,L22,L32,L42及びラインL2を介して装置1の外部へ排出される。
The sewage treated by the apparatus 1 is divided and introduced into each of the
また、磁気フィルタ19,29,39,49を洗浄するための洗浄水は、ラインL3及びラインL13,L23,L33,L43を介して流動路15,25,35,45のそれぞれに分配されて導入される。そして、それぞれの流動路における再生工程(詳細は後述する)において磁気フィルタ19,29,39,49をそれぞれ洗浄した後の洗浄水が、ラインL14,L24,L34,L44及びラインL4を介して装置1の外部へ排出される。
The washing water for washing the
装置1は、流動管17,27,37,47の周囲に位置する円筒状の超電導式電磁石3を備えている。この超電導式電磁石3及び各流動管17,27,37,47は、互いの位置関係を変えないように固定され、超電導式電磁石3は、磁気フィルタ19、29,39,49が配置された部分を取り囲むように配置されている。このような構成に基づき、超電導式電磁石3に電流が供給されると、磁気フィルタ19,29,39,49の位置に磁場が形成される。このときに、フィルタ19,29,39,49の位置に形成される磁場の磁束密度はすべて等しく、各磁気フィルタ19,29,39,49はすべて同じ大きさで磁化するように、各流動管17,27,37,47は配置されている。
The apparatus 1 includes a cylindrical
次に、本発明の磁気分離方法の実施形態である水処理方法の一例について説明する。 Next, an example of the water treatment method which is an embodiment of the magnetic separation method of the present invention will be described.
(前処理工程)
装置1に導入する前の前処理として、マグネタイト、凝集剤及び助剤ポリマーが下水に投入される。すると、凝集剤によって、除去すべき下水中の土砂と、磁性物質であるマグネタイトとが一体となり、一体となったこの粒子全体が磁性物質として挙動することになる。以下、このように一体となった磁性物質を「磁性フロッグ」と称する。以上のような処理によって、除去すべき土砂に磁性が付与され、装置1に導入するための前処理済みの下水が生成される。前述の通り、この下水がラインL1を通じて装置1に導入されると、ラインL11,L12,L13,L14を介して流動路15,25,35,45のそれぞれに分配されて導入される。
(Pretreatment process)
As a pretreatment prior to introduction into the apparatus 1, magnetite, a flocculant and an auxiliary polymer are introduced into the sewage. Then, the sediment in the sewage to be removed and the magnetite, which is a magnetic substance, are integrated by the flocculant, and the entire integrated particles behave as a magnetic substance. Hereinafter, the magnetic substance integrated in this way is referred to as “magnetic frog”. By the treatment as described above, magnetism is imparted to the earth and sand to be removed, and pretreated sewage to be introduced into the apparatus 1 is generated. As described above, when this sewage is introduced into the apparatus 1 through the line L1, it is distributed and introduced into each of the
その後、上記4つの流動路において行われる捕集工程及び再生工程は、すべて同じであるので、以下、流動路15における処理についてのみ代表して説明する。
Thereafter, since the collection process and the regeneration process performed in the four flow paths are all the same, only the process in the
(捕集工程)
まず、流動路15内の磁気フィルタ19の位置に、磁束密度0.25T以上、1.0T以下の(ここでは、0.5T)の磁場を形成させるように、超電導式電磁石3に電流を供給する。すると、SUS430等の強磁性体の金属からなる磁気フィルタ19は、磁場内に置かれることにより、磁化した状態となる。この状態で、バルブV13,V14を閉じ、バルブV11,V12を開ける。すると、上記の前処理済みの下水がラインL11を通じて流動路15に導入され、この流動路15を図中上向きに流動する。このとき、バルブV11,V12の開き具合によって、流動路15における下水の流速が0.2m/s以下(ここでは、0.1〜0.2m/s)になるように調整する。こうして、予め上記前処理を施した下水を流動路15に流動させ、磁化した磁気フィルタ19に通過させることができる。
(Collection process)
First, current is supplied to the
この捕集工程においては、流動する下水のうち、液体成分は、流動路15内の磁気フィルタ19の網目の間を通過する。一方、磁気フィルタ19は磁化することにより磁性物質に対する吸引力を有しているので、下水中の磁性フロッグ(磁性物質)は、磁気フィルタ19の網を構成する金属線に引き付けられ、この金属線上に付着することになる。このとき、下水の流速を0.2m/s以下としているので、下水が磁性フロッグを押し流す力が弱く、磁性フロッグは磁気フィルタ19の金属線上に十分に捕集される。このようにして、流動路15における磁気フィルタ19の上方には、磁性フロッグの含有量が少ない液体成分が流動することになり、この液体成分が、ラインL12,L2を通じ、処理水として装置1から排出されることになる。
In this collection step, the liquid component of the flowing sewage passes between the meshes of the
(再生工程)
上記のような捕集工程を継続していると、磁性フロッグが磁気フィルタ19の金属線上に蓄積することで、新たな磁性フロッグの捕集が出来なくなり、磁気フィルタ19の捕集能力が低下することになる。そこで、磁気フィルタ19の捕集能力を再生させるために、金属線上に付着した磁性フロッグを除去すべく、以下のような磁気フィルタ19の再生工程を行うことにしている。
(Regeneration process)
If the collection process as described above is continued, the magnetic frog accumulates on the metal wire of the
まず、上記捕集工程が行われている状態から、バルブV11,V12を閉じ、バルブV13,V14を開ける。すると、磁気フィルタ19を洗浄するための洗浄水(洗浄用液)が、ラインL13を通じて流動路15に導入され、捕集工程とは逆向き(図中下向き)に流動路15を流動する。このとき、超電導式電磁石3に供給する電流は変更されず、磁気フィルタ9の位置に形成される磁場の磁束密度は、捕集工程と同じのまま(ここでは、0.5T)である。また、このとき、バルブV13,V14の開き具合によって、流動路15における洗浄水の流速を、捕集工程における下水の流速よりも、例えば4倍以上に速くし、0.8m/s以上(ここでは、1.0m/s)になるように調整する。こうして、洗浄水を流動路15に流動させ、磁気フィルタ19に通過させることができる。なお、ここでは、上記捕集工程によりラインL2から排出された処理水の一部を、洗浄液として用いることもできる。また、洗浄水の流速は、流動管17への機械的な負荷を考慮し、2.0m/s以下とすることが好ましい。
First, from the state where the collecting step is performed, the valves V11 and V12 are closed and the valves V13 and V14 are opened. Then, cleaning water (cleaning liquid) for cleaning the
この再生工程では、流動する洗浄水が、磁気フィルタ19の網目の間を通過する。このとき、磁気フィルタ19の金属線に付着した磁性フロッグは、捕集工程と同じ吸引力をもって金属線に吸引されるが、洗浄水の流速を0.8m/s以上としているので、磁性フロッグは、金属線の吸引力よりも大きな力を洗浄水から受けることになる。このため、金属線に付着した磁性フロッグは、流れる洗浄水の水圧によって金属線の吸引力に逆らって払い落とされ、金属線から除去される。このようにして、磁気フィルタ19から、捕集した磁性フロッグが除去され、磁気フィルタ19の捕集能力が再生されることになる。また、流動路15における磁気フィルタ19の下方には、磁性フロッグを多く含んだ洗浄水が流動することになり、この洗浄水が、ラインL14,L4を通じ、フィルタ洗浄後の洗浄水として装置1から排出される。
In this regeneration step, flowing wash water passes between the meshes of the
この水処理方法においては、上記した捕集工程5分間(300秒間)と上記した再生工程5秒間とを1サイクルとし、各流動路15,25,35,45のそれぞれにおいて、この2工程が交互に繰り返される。つまり、この場合、流動路15,25,35,45は、それぞれ、1サイクル305秒のうち5秒間だけ、磁気フィルタ9の捕集能力を回復させるための再生工程を行い、この再生工程の間は、下水中の磁性フロッグの除去には貢献しない。そこで、この水処理方法においては、各流動路15,25,35,45における再生工程が同時に行われることがないよう、再生工程が行われるタイミングが、互いにずれるように設定されている。すなわち、ある時点において流動路15で再生工程が行われると、例えば、その75秒後に、流動路25で再生工程が行われ、更に75秒後に流動路35で再生工程が行われ、更にその75秒後に流動路45で再生工程が行われる。このように、タイミングをずらして各流動路15,25,35,45のそれぞれにおける捕集工程と再生工程とが繰り返されるので、装置1に導入された下水は、すべての時点において常に、少なくとも1つの流動路において、磁性物質の除去が行われることになる。よって、この水処理方法によれば、磁気フィルタの捕集能力を維持しつつ、ラインL1からの下水の導入を停止することなく、下水の処理を連続的に処理することが出来る。なお、ここでは、すべての時点において常に、3つ又は4つの流動路において再生工程が行われるようになっており、特に処理能力を高めることができる。
In this water treatment method, the above-described collection process for 5 minutes (300 seconds) and the above-described regeneration process for 5 seconds are set as one cycle, and these two processes are alternately performed in each of the
また、この水処理方法によれば、各磁気フィルタ19、29,39,49の位置に形成される磁場の磁束密度を、捕集工程と再生工程との間で変更しないので、各磁気フィルタ19、29,39,49を、磁束密度が高い場所と低い場所との間で移動させるといったことが不要である。よって、強磁性体である磁気フィルタ19、29,39,49を磁場内で移動させるための大きな動力を用いることなく水処理を行うことができる。また、捕集工程と再生工程との間に、磁気フィルタ19、29,39,49を、下水の内外に出し入れすることもないので、下水を封止するためのシール構造も不要であり、単純な構造の装置1によって上記の水処理を実現することができる。
Also, according to this water treatment method, the magnetic flux density of the magnetic field formed at the position of each
〔第2実施形態〕
本実施形態の水処理方法に使用される高勾配型磁気分離装置71について、図2を用いて説明する。なお、本実施形態において、第1実施形態と同一又は同等な構成部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。磁気分離装置71は、下水を流動させる4つの流動路の構成が、第1実施形態における装置1とは異なっているが、その他の構成は装置1と同様である。図2は、装置71において、下水が流動する方向に直交する面における流動路15a,25a,35a,45aの断面図である。装置71は、装置1における4つの流動管17,27,37,47(図1参照)に代えて、超電導式電磁石3に囲まれた1つの流動管57を備えている。この流動管57の内部空間は、下水が流動する方向に延在する4つの仕切板58によって、扇形断面を有する4つの領域に仕切られている。そして、4等分されたこの4つの領域が、それぞれ、流動路15a,25a,35a,45aを構成している。
[Second Embodiment]
A high gradient
この流動路15a,25a,35a,45a内には、扇形断面を有する磁気フィルタ19a,29a,39a,49aがそれぞれ配置されており、これらの磁気フィルタは、超電導式電磁石3で形成された磁場によって、すべて同じ大きさで磁化される。そして、各流動路15a,25a,35a,45aは、それぞれ、ラインL11〜41、ラインL12〜42、ラインL13〜L43、及びラインL14〜L44に接続されることで、装置1における4つの流動路15,25,35,45(図1参照)と同様に機能する。よって、以上説明した装置71にも、第1実施形態と同様の水処理方法を適用することができ、第1実施形態と同様の作用・効果が得られる。
In the
〔第3実施形態〕
本実施形態の水処理方法に使用される高勾配型磁気分離装置81について図3を用いて説明する。なお、本実施形態において、第1実施形態と同一又は同等な構成部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。磁気分離装置81は、磁気フィルタ19,29,39,49の位置に磁場を形成するための磁場発生源の構成が、第1実施形態における装置1とは異なっているが、その他の構成は装置1と同様である。装置81は、装置1の超電導式電磁石3に代えて、流動管17,27,37,47のそれぞれを囲むように配置された超電導式電磁石14,24,34,44を備えている。このように、電磁石を各流動管17,27,37,47ごとに1つずつ配置した装置81にも、第1実施形態と同様の水処理方法を適用することができ、第1実施形態と同様の作用・効果が得られる。また、この場合、各超電導式電磁石14,24,34,44によって発生させる磁場は、すべて同じ磁束密度にすればよいので、各電磁石に電流を供給する電源装置を共通にすることができる。
[Third Embodiment]
A high gradient
続いて、上述した第1〜第3実施形態において、磁気フィルタ19〜39又は磁気フィルタ19a〜49aの位置に発生させる磁場の磁束密度B、捕集工程における流動路内の下水の流速(以下「捕集流速」という)Vf、及び再生工程における流動路内の洗浄水の流速(以下「再生流速」という)Vrの設定の一例について説明する。本発明者らは、図4に示す試験用の磁気分離装置51を用いて、下水の処理の実験を、様々な磁束密度B、捕集流速Vf及び再生流速Vrについて行った。この実験で用いた装置51は、流動路5を1つのみ備えた点で、4つの流動路を備えた装置1とは異なっており、装置51のラインL1,L2,L3,L4は、分岐せずに流動路5に直接接続されている。装置51のその他の構成は装置1と同様である。この装置51は、SUS430からなる磁気フィルタ9及び流動路5を構成する内径30mmの流動管7を備え、この流動路5の内壁に固定された円柱状の磁気フィルタ9は、金属線の線径0.6mm、目開1.2mmの網を、約100枚重ねて構成されている。なお、このような試験用の装置51において設定される磁束密度B、捕集流速Vf及び再生流速Vrの値は、流動管7の内径寸法を拡大しても、そのまま適用することができる。
Subsequently, in the first to third embodiments described above, the magnetic flux density B of the magnetic field generated at the position of the
上記実験によって得られた図5において、曲線Fは、捕集工程において磁性物質の捕集が好適に行われるための最大の捕集流速Vfと磁束密度Bとの関係を示しており、曲線Rは、再生工程において磁気フィルタ9の限界捕集時間の回復が好適に行われるための最小の再生流速Vrと磁束密度Bとの関係を示している。図5によれば、捕集工程に適した捕集流速Vfの最大値、及び再生工程に適した再生流速Vrの最小値は、磁束密度Bによって変化し、捕集工程において好適な磁束密度Bと捕集流速Vfとの組合せは、グラフ中の曲線Fよりも下の斜線部分であり、再生工程において好適な磁束密度Bと再生流速Vrとの組合せは、グラフ中の曲線Rよりも上の斜線部分である。
In FIG. 5 obtained by the above-described experiment, a curve F indicates a relationship between the maximum collection flow velocity Vf and the magnetic flux density B for suitably collecting the magnetic substance in the collection step, and the curve R These show the relationship between the minimum regeneration flow velocity Vr and the magnetic flux density B for suitably recovering the limit collection time of the
すなわち、磁気フィルタ9が同じ磁束密度Bの磁場内にある場合であっても、捕集流速Vfを曲線Fよりも下の値とすることで、好適な磁性物質の捕集が行われ、再生流速Vrを曲線Rよりも上の値とすることで、磁気フィルタ9の好適な再生が行われることが分かった。そして、上述の水処理方法における磁束密度B、捕集流速Vf及び再生流速Vrを設定するにあたっては、まず、適切な磁束密度Bを選択し、その磁束密度Bに対応する捕集流速Vf及び再生流速Vrをグラフ中の斜線部分の範囲において選択すれば、捕集工程と再生工程との双方を、同じ磁束密度Bで好適に行うことができることが分かった。
That is, even when the
以上のような観点で、本発明者らが、下水から土砂を分離する処理についての種々の実験を行った結果、磁束密度Bを、0.25T以上、かつ、1.0T以下とし、捕集流速Vfを、0.2m/s以下とし、再生流速Vrを、0.8m/sとした組合せを採用すれば、捕集工程と再生工程との双方を、同じ磁束密度Bで行うことができることが分かった。 In view of the above, the present inventors conducted various experiments on the process of separating earth and sand from sewage, and as a result, the magnetic flux density B was set to 0.25 T or more and 1.0 T or less, and collected. By adopting a combination in which the flow velocity Vf is 0.2 m / s or less and the regeneration flow velocity Vr is 0.8 m / s, both the collection step and the regeneration step can be performed with the same magnetic flux density B. I understood.
また、磁束密度Bを0.5〜0.75T付近よりも大きくしたとしても、捕集流速Vfをほとんど大きくすることはできず、しかも、再生流速Vrを極端に大きくしなければならなくなるので、磁束密度Bとしては、0.5T以上、かつ、0.75T以下の値を採用することが好ましい。そして、磁束密度Bを0.5T以上、かつ、0.75T以下とした上で、図2のグラフの斜線部分を参照して、捕集流速Vfを0.2m/s以下とし、再生流速Vrを1.2m/sとすることが特に好ましいことが分かった。 Further, even if the magnetic flux density B is made larger than about 0.5 to 0.75 T, the collection flow velocity Vf can hardly be increased, and the regeneration flow velocity Vr must be extremely increased. As the magnetic flux density B, it is preferable to adopt a value of 0.5T or more and 0.75T or less. Then, after setting the magnetic flux density B to 0.5 T or more and 0.75 T or less, referring to the hatched portion of the graph of FIG. 2, the collection flow velocity Vf is 0.2 m / s or less, and the regeneration flow velocity Vr. It was found to be particularly preferable to set the value to 1.2 m / s.
装置51では、磁束密度B、捕集流速Vf及び再生流速Vrの組合せを上記のように選択することによって、捕集工程と再生工程との双方を、磁束密度Bを変化させることなく、好適に行うことができる。また、このような磁束密度B、捕集流速Vf及び再生流速Vrの値は、流動管7の内径寸法を拡大しても、そのまま適用することができる。従って、第1〜第3実施形態に係る流動路15,25,35,45,15a,25a,35a,45aにおける磁束密度、捕集流速及び再生流速にも、上記の好適な値の組合せを、そのまま適用することができる。
In the
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上記第1〜第3実施形態においては、4つの流動路を用いて下水の処理を行ったが、流動路の数は、複数であれば、2つでも3つでもよく、5つ以上でもよい。また、上記第1〜第3実施形態では、磁性を有さない土砂を除去するために、前処理工程によって土砂の粒子に磁性を付与して磁性物質とした上でこの磁性物質を除去したが、本発明は、前処理工程を行わず、被処理液にもともと含まれる磁性物質を除去するための磁気分離方法にも適用できる。 The present invention is not limited to the embodiment described above. For example, in the first to third embodiments, sewage treatment is performed using four flow paths. However, if the number of flow paths is plural, two or three may be used, and five or more. But you can. In the first to third embodiments, in order to remove non-magnetized earth and sand, the magnetic substance is removed after imparting magnetism to the earth and sand particles in the pretreatment step. The present invention can be applied to a magnetic separation method for removing a magnetic substance originally contained in a liquid to be treated without performing a pretreatment process.
1,51,71,81…高勾配型磁気分離装置、5,15,25,35,45,15a,25a,35a,45a…流動路、9,19,29,39,49,19a,29a,39a,49a…磁気フィルタ。
1, 51, 71, 81... High gradient type magnetic separation device, 5, 15, 25, 35, 45, 15a, 25a, 35a, 45a ... Flow path, 9, 19, 29, 39, 49, 19a, 29a, 39a, 49a ... Magnetic filters.
Claims (2)
複数の前記流動路のうちの少なくとも一つの流動路において前記捕集工程が行われるように、前記流動路ごとに前記捕集工程と前記再生工程とを交互に行わせて、前記磁性物質が除去された前記処理液を各前記流動路から得ることを特徴とする磁気分離方法。 A liquid to be treated containing a magnetic substance is caused to flow and passed through a magnetic filter located in a magnetic field formed therein, and the magnetic substance in the liquid to be treated is collected by the magnetic filter. A collection step for obtaining the removed treatment liquid, and a magnetic field having the same magnetic flux density as that of the collection step is formed at the position of the magnetic filter, and a cleaning liquid for cleaning the magnetic filter is introduced. And a regeneration step in which the cleaning liquid is caused to flow at a flow rate larger than that of the liquid to be treated in the collection step, and the magnetic substance collected in the magnetic filter is removed from the magnetic filter. Distributing and introducing the liquid to be treated into the road,
The collection process and the regeneration process are alternately performed for each flow path so that the magnetic substance is removed so that the collection process is performed in at least one of the flow paths. A magnetic separation method, wherein the treated liquid is obtained from each of the flow paths.
前記磁性物質を含む前記被処理水を流動させ、内部に形成された磁場内に位置する磁気フィルタに通過させて、前記被処理水中の前記磁性物質を前記磁気フィルタで捕集し、前記磁性物質が除去された処理水を得る捕集工程と、前記捕集工程と同じ磁束密度の磁場が前記磁気フィルタの位置に形成された状態で、前記磁気フィルタを洗浄するための洗浄用水を導入し、前記捕集工程における前記被処理水よりも大きい流速で前記洗浄用水を流動させ、前記磁気フィルタに捕集された前記磁性物質を前記磁気フィルタから除去する再生工程と、が行われる複数の流動路に、前記被処理水を分配して導入し、
複数の前記流動路のうちの少なくとも一つの流動路において前記捕集工程が行われるように、前記流動路ごとに前記捕集工程と前記再生工程とを交互に行わせて、前記磁性物質が除去された前記処理水を各前記流動路から得ることを特徴とする水処理方法。
Providing magnetism to the solid matter contained in the water to be treated to produce a magnetic substance,
Flowing the water to be treated containing the magnetic substance, passing it through a magnetic filter located in a magnetic field formed therein, and collecting the magnetic substance in the water to be treated by the magnetic filter, A collecting step for obtaining treated water from which the water is removed, and in a state where a magnetic field having the same magnetic flux density as the collecting step is formed at the position of the magnetic filter, introducing cleaning water for washing the magnetic filter, A plurality of flow paths in which the cleaning water is made to flow at a flow rate larger than the water to be treated in the collecting step, and the magnetic substance collected in the magnetic filter is removed from the magnetic filter. To distribute and introduce the treated water,
The collection process and the regeneration process are alternately performed for each flow path so that the magnetic substance is removed so that the collection process is performed in at least one of the flow paths. The treated water is obtained from each of the flow paths.
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KR20160093501A (en) * | 2015-01-29 | 2016-08-08 | 에스케이이노베이션 주식회사 | Magnetic filter |
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- 2005-04-19 JP JP2005121483A patent/JP2006297264A/en active Pending
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