JP2015192936A - 磁気造粒器及びこれを用いたフィルター装置並びに高勾配磁気分離法 - Google Patents

Abstract

【課題】 微細な磁性粒子を含む流体から、高勾配磁気分離法を併用し、磁性を有する特定物質等を効果的に抽出、あるいは除去分離する。【解決手段】 イオン状又は粒子状の有害物質を含む流体に磁性吸着剤又は磁性凝集剤を添加混合することにより生成する磁性粒子を磁気造粒器１に通じることで団塊化してその粒径を増大せしめ、さらに強磁性細線からなる磁気フィルター６に外部から磁場を印加し、団塊化した磁性粒子を高勾配磁場により磁気吸着させ、有害物質と磁性吸着剤又は磁性凝集剤からなる磁性粒子を流体から効果的に分離除去する。【選択図】 図３

Description

本発明は、流体に含まれる磁性粒子を分離するための装置及び方法に関する。

磁気分離法は、鉱石スラリーなどから磁性体を選択的に吸着させたり、白色カオリン粘土から着色分と磁性を付与する微小鉄粒子を除去するなどの鉱工業原料の精製や、地下水、土壌水、排水等に溶解又は分散している有害物質を磁性吸着剤で吸着させて除去するなどの水処理等に用いられている。

後者の場合、処理対象の汚染土壌に水と鉄粉と重金属の移動を促す薬品とを加えて攪拌し、土壌中の重金属を鉄粉に吸着させ、湿式磁選機により鉄粉と共に重金属を磁気吸着して分離する方法が提案されている（特許文献１参照）。

また、汚泥に磁性粉を添加することによって汚泥自体に着磁性を持たせ、永久磁石や超伝導磁石を用いて処理水から汚泥を分離する方法が提案されている（特許文献２参照）。

また、廃水に磁性粉体と凝集剤を添加し、廃水との混合処理及び磁化処理を経て、円筒型固液分離装置を用いてフロックを分離する方法が提案されている（特許文献３参照）。

また、磁気分離効率を高める方法として、高勾配磁気分離法（ＨＧＭＳ）がある。これは、強磁性ステンレスの繊維材を磁場内に置いて、磁力線を繊維材に集中させて繊維材を磁化し、繊維材及びその周辺に大きな磁気勾配を生じさせる。この繊維材でフィルターを形成すると、強力な磁気吸着力を備えたろ過装置を構成できる。

この高勾配磁気分離法を用いた装置としては、例えば、内側超電導コイルと、磁気双極子モーメントがほぼ等しく、逆極性の外側超電導コイルとを備え、磁性粒子を捕獲するフィルターを内側超伝導コイルの内部のみでなく、内側超伝導コイルと外側超伝導コイルの間にも設けることによって、被処理流体中の磁性粒子の処理量を高めたものが提案されている（特許文献４参照）。

特開２０００−５１８３５号公報 特開昭５７−１３５０９１号公報 特開平２−２９０２９０号公報 特開平３−２２９６０３号公報

上記のような従来技術では、被処理物質を処理するために磁性粒子を大量に添加しなければならず、この結果大量の廃棄物が生じる。また、被処理物質を含む磁性粒子の除去効率が悪く、作業性に難がある。

即ち、特許文献１記載の湿式磁選機では、磁気分離能力が低く、土壌中の重金属を含む鉄粉を十分に除去できない。

特許文献２記載の凝集沈澱法では、大量の汚水を処理するための設備面積を大きくとらざるを得ないし、磁性材料を添加し、混合するための設備も加わり、省スペース化が困難である。

特許文献３記載の方法は、凝集剤と磁性粉体を廃水に添加し、凝集物（フロック）を生成してから、着磁することでフロックの沈降を速めるが、沈降汚泥物の量は変わらず、依然として大量の廃棄物が生じる。

特許文献４記載の装置による高勾配磁気分離法においては、分離対象となる磁性粒子が磁気フィルターの強磁性細線の直径以下の粒径であると強磁性細線に磁気吸着し難い。処理すべき流体に含まれる磁性粒子の粒径分布がある程度一様であれば、これに対応する直径の強磁性細線を用いることができるが、鉱工業原料を精製する既設の設備において、処理対象の変更に伴い、対応する強磁性細線を用いた磁気フィルターをその都度製作し交換設置するとすれば、処理前の準備作業に多大な労力及び時間を要する。

汚染土壌の洗浄工事等で発生する廃水に含まれる汚染物質を磁性吸着剤に吸着させて汚染物質を磁気的に分離する場合、工事サイトによって汚染物質が異なるため、これらを吸着、担持するための磁性粒子の粒径分布が工事サイトごとに異なる可能性があり、先と同様の問題がある。汚染物質がシルト、粘土等の微細粒子に強く吸着された懸濁状態の工事廃水に対し、磁性凝集剤を添加して汚染物質を磁気的に分離する場合、工事サイトによって土質が異なるため、同じく磁性粒子の粒径分布が工事サイトごとに異なる。

そこで本発明は、既存の高勾配磁気分離を用いた磁気フィルターで捕獲・分離し難い小さな磁性粒子を団塊化して磁気フィルターの捕獲効率の向上を図ること、地下水、土壌水、排水等に溶解又は分散している特定物質を含む磁性粒子を効率的に磁気分離することを目的とする。

本発明は上記課題を解決するため、高勾配磁気分離法において、磁性粒子を含む流体から磁性粒子を分離する強磁性細線からなる磁気フィルター６に通じる流路途上に磁気造粒器１を配置し、この磁気造粒器１に、流体に磁場を印加し、磁性粒子間に磁気的引力を付与することにより、磁性粒子同士を結合し、粒径の拡大を促進させる永久磁石３を具備させて磁気造粒器１を構成する。

永久磁石３は、Ｓ極とＮ極を対向配置し、両極間の磁束を収束するヨークの役割を果たすホルダ２を設ける。

磁気造粒器１を用い、この直後に配した磁気フィルター６で、流体から磁性粒子を分離することにより対象物質を分離する磁気式フィルター装置を構成する。

磁性粒子を含む流体を磁界強度の高勾配領域に通過させて磁性粒子を分離する高勾配磁気分離法において、予め流体に磁場を印加し、磁性粒子間に磁気的引力を付与することにより、磁性粒子同士を結合し、磁性粒子の粒径を拡大させる方法を採用した。

流体に予め磁性吸着剤を添加し、イオン状又は粒子状の対象物質を磁性吸着剤に吸着させて磁性粒子を生成してから担磁し分離する高勾配磁気分離法を採用した。

流体に予め磁性凝集剤を添加し、イオン状又は粒子状の対象物質を磁性凝集剤に吸着・凝集させ、担磁し分離する高勾配磁気分離法を採用した。

本発明によれば、流体に含有される磁性粒子を相互に吸着させて磁性粒子の粒径を拡大することで、高勾配磁気分離法における磁気フィルターに捕獲・分離し易くし、既存の磁気フィルターを変更することなく、磁性粒子の捕獲効率を向上させることができる。また、簡易な構成であるから、磁界強度の変更が容易で、磁性粒子として分離処理される対象物質や既存の細線径の強磁性細線フィルターに応じて容易に調整することができる。

本発明に係る磁気造粒器の概略的構成図である。 図１の磁気造粒器を用いた粒径分布の比較試験の結果を示すグラフである。 図１の磁気造粒器を用いた磁気式フィルター装置の概略的構成図である。 磁気造粒器付磁気式フィルター装置を用いた車載型排水処理システムの概略的構成図である。 図４の排水処理システムの処理フローを示すブロック図である。

本発明に係る磁気造粒器について図面を参照して説明する。
高勾配磁気分離法により流体に含まれる磁性粒子を分離するための磁気フィルターは、例えばクロムフェライト系ステンレス等の強磁性細線で構成される。強磁性細線の直径程度以下の粒径の磁性粒子は、磁気フィルターによる捕獲が困難となることから、鉱工業原料の精製や、土壌汚染水あるいは工場排水等の浄化に適用される磁気フィルターは、処理対象の磁性粒子の粒径分布を考慮した径の強磁性細線が採用される。

ところで、磁性粒子を含む流体が磁場を通過するときに作用する磁気力Ｆは、次式で表される。

ここで、H：磁性粒子に作用する磁場，ｄ：磁性粒子の半径，χ_p：磁性粒子の磁化率，χ_f：流体の磁化率，μ₀：真空の透磁率 とする。

（１）式は、除去対象の磁性粒子の半径ｄの３乗に比例して、磁性粒子と強磁性細線に作用する磁気力Ｆが強化し、磁性粒子を強磁性細線に吸着しやすいことを示す。

そこで、本発明においては、図１に示すように、流体の流路途上の磁気フィルターの直前位置に磁気造粒器１を配置する。磁気造粒器１は、流路を構成する流通管Ｐ周りにヨークを兼ねる強磁性体製のホルダ２を設け、ホルダ２の内側に流通管Ｐを挟んでＳ極とＮ極を対向させた一対の永久磁石３を固定した構成である。磁気造粒器１は、ホルダ２により永久磁石３，３間の磁束を収束させ磁気印加領域からの磁束の漏えいを低減しつつ磁場を形成し、この磁場内を通過する流体中の磁性粒子の磁化を促進し、磁性粒子間の磁力で結合することにより団塊化して粒径を拡大する。

磁気造粒器１に用いる永久磁石は、磁性粒子を磁力で結合する磁界強度の磁場を形成するものであればよく、例えば、ネオジム磁石、サマリウム磁石、アルニコ磁石、フェライト磁石などの公知の磁石材料を適用でき、焼結磁石、ボンド磁石などの材質に特に限定されるものではない。

本発明に係る磁気造粒器によって対象物質を吸着・凝集させる際の磁性粒子は比表面積が大きな微粒子にすると吸着効率が向上する一方、磁気フィルターによって磁気分離する際の磁性粒子は粗大粒子にすると分離効率が向上する。

発明者は磁気造粒器１による磁性粒子の粒径増大の効果を確認するための測定試験を行った。測定試験は、磁性粒子を含む試料を水とそれぞれ混合して攪拌した後、この混合水を流通管Ｐに流し、磁気造粒器１を通過した混合水を直接レーザー回折式粒子径分布測定装置に通水投入することにより磁性粒子の粒径分布を測定するものである。

試料は以下の三種について粒径分布を比較した。

１）園芸用の赤玉土を粉砕したもの
２）上記赤玉土にこれの質量比１％の磁性凝集剤を添加したもの
３）上記赤玉土にこれの質量比１０％の磁性凝集剤を添加したもの

蛍光Ｘ線分析によると赤玉土には約１０ｗｔ％程度の磁性体である鉄が含まれているが、より坦磁させるために磁性凝集剤を添加した。磁性凝集剤については、平均粒径５０μｍのベントナイト粒子粉末１００部、平均粒径０．２５μｍのマグネタタイト粒子粉末１００部および硫酸バンド溶液（８％Ａｌ_２Ｏ_３）５部を乾式混合して調製した後、８０℃で乾燥させて得た。この磁性凝集剤の平均粒径は２７μｍ、飽和磁化値σ_sは４８．０ｅｍｕ／ｇ（Ａ・ｍ^２／ｋｇ）であった。

測定試験の条件は、磁気造粒器１にネオジム磁石により形成する磁界の磁束密度約５７０ｍＴ、流通管の内径４ｍｍ、混合水の流速１９．９ｃｍ／ｓ、混合水の磁場通過時間０．０７秒とした。

測定試験の結果、粒径分布を磁気造粒器１による磁場の有無及び磁性凝集剤の添加率について比較すると、図２に示すように、磁気造粒器１により磁場が付加され、かつ磁性凝集剤の添加率が高いほど、粒径増大の効果が認められた。具体的には、磁場の有無による５０％粒子径（Ｄ５０）に対する増大比は、添加率０％が１．０、添加率１％が１．４、添加率１０％が１．６となった。なお、使用したレーザー回折式粒子径分布測定装置の測定上限が最大１０００μｍであるために、磁性凝集剤の添加率１０％の試料の磁場ありのデータが途切れたことを考慮すると増大比は１．６より大きいと考えられる。

上記磁気造粒器１を用いて図３に示すように磁気式フィルター装置を構成することができる。この磁気式フィルター装置は、イオン状又は粒子状の対象物質を含む流体を収容した原水槽４に磁性吸着剤又は磁性凝集剤を添加・混合して磁性粒子を生成し、原水槽４からポンプ５で磁気造粒器１を介して磁気フィルター６に送り、流体中の磁性粒子を予め永久磁石で相互に吸着・結合させて粒子径を拡大してから、磁性粒子を分離するものである。

発明者は、上記磁気式フィルター装置による高勾配磁気分離法により磁性粒子捕獲率の測定試験を行った。測定試験は、原水槽４において磁性粒子を含む試料を水とそれぞれ混合して攪拌した後、この混合水を流通管Ｐに流して磁気造粒器１を通過させてから、磁気フィルター６に通して磁性粒子を捕獲・分離し、これを恒温槽にて乾燥し、試料の初期乾燥質量と秤量比較することにより捕獲率を測定した。

試料は、園芸用の赤玉土を粉砕したものに、前記ベントナイト粒子、マグネタイト粒子および硫酸バンドの混合複合物からなる磁性凝集剤を質量比１０％添加し、水と混合して２５００ｍｇ／Ｌの懸濁液とした。

測定試験の条件は、先と同様に磁気造粒器１にネオジム磁石により形成する磁界の磁束密度約２８０ｍＴ、流通管の内径１４ｍｍ、混合水の流速５４．１ｃｍ／ｓ、混合水の磁場通過時間０．０９秒とした。

測定試験の結果、磁気造粒器１を通さない場合、通水時間１分で磁性粒子の捕獲率６５．０％、磁気造粒器１を通した場合、通水時間１分で磁性粒子の捕獲率７４．４％となった。従って、磁気造粒器１による磁性粒子の粒径が拡大した結果、捕獲率が１０％程度向上したことが認められる。

本発明に係る高勾配磁気分離法を用いた排水処理システムを図４に示す。
この排水処理システムにおける対象物質は、排水基準や環境基準によって規制対象となっている有害物質であり、例えばカドミウム、鉛、六価クロム、砒素、水銀等の重金属類イオン、セシウム１３４、セシウム１３７、ストロンチウム９０等の放射性物質イオン、これらのコロイド状粒子およびこれらが吸着した有機又は無機粒子等が挙げられる。

この排水処理システムは、排水処理用車両Ｃに搭載して移動可能に構成する。この排水処理システムは、図４，図５に示すように、先ず担磁工程において、イオン状又は粒子状の有害物質を含む原水を予め引き入れた原水槽７から原水ポンプ８で撹拌槽９に送り、薬剤投入器１０で前記磁性吸着剤又は磁性凝集剤を撹拌槽９に投入し、送水ポンプ１１で撹拌槽９に流し戻して攪拌することにより、イオン状又は粒子状の有害物質を含む磁性粒子を生成する。原水がＳＳ（浮遊物質）を多く含む場合には、磁性凝集剤を適用して磁性フロックを形成し、ＳＳが極めて低い場合や低濃度の有害物質を含む場合には、磁性吸着剤を適用する。

磁性吸着剤は、磁性を有する無機粒子であればよく、例えばマグネタイト（Ｆｅ_３Ｏ_４）、マグへマイト（γ‐Ｆｅ_２Ｏ_３）、マンガン亜鉛フェライト、金属Ｆｅ等の強磁性体粒子や、この強磁性体粒子とカオリナイト、モンモリロナイト、ゼオライト等の粘土鉱物系吸着剤との複合物等を用いることができる。

磁性凝集剤は、マグネタイト（Ｆｅ_３Ｏ_４）、マグへマイト（γ‐Ｆｅ_２Ｏ_３）、マンガン亜鉛フェライト、金属Ｆｅ等の磁性粒子と、火山灰土、ベントナイト等の粘土鉱物、硫酸バンド、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）、高分子凝集剤等の凝集剤との複合物等を用いることができる。

磁性吸着剤及び磁性凝集剤の平均粒子径は１〜２００μｍが好ましく、ＢＥＴ比表面積は１〜５０ｍ^２／ｇが好ましい。また、磁性吸着剤及び磁性凝集剤の飽和磁化値は５〜１００ｅｍｕ／ｇ（Ａ・ｍ^２／ｋｇ）が好ましく、保磁力については特に限定されない。

原水中の有害物質を磁性吸着剤又は磁性凝集剤と混合接触させて有害物質を含む磁性粒子に生成させる方法としては、特に制限はないが、好ましくは機械式攪拌である。

原水中の有害物質を磁性吸着剤又は磁性凝集剤と混合接触させる際の液温については、特に制限はなく、通常使用される温度範囲の５〜９０℃が好ましく、より好ましくは１０〜５０℃である。

原水中の有害物質を磁性吸着剤又は磁性凝集剤と混合接触させる際のｐＨは弱酸性〜弱アルカリ性であることが好ましく、３〜９好ましくは４〜９である。ｐＨ調整には、塩酸等の鉱酸もしくは炭酸ナトリウム等のアルカリを用いることができる。

有害物質を含む原水に対する磁性吸着剤又は磁性凝集剤の添加量は、原水１Ｌあたり０．０５〜２．０ｇ、もしくは粒子状有害物質に対して１〜２０ｗｔ％が望ましい。

次いで、排水処理システムの集磁工程においては、撹拌槽９の原水を送水ポンプ１１により磁気造粒器１を介して集磁器１２へ流し、帯磁された有害物質を含む磁性吸着剤又は磁性凝集剤からなる磁性粒子を分離し、開放した自動開閉弁１５を介して撹拌槽９に回収する。ここで、自動切替弁１４は送水ポンプ１１による撹拌槽９の攪拌モードから集磁器１２への送水モードに切替える。一対の集磁器１２，１３は、高勾配磁気分離用の磁気フィルター１２ａ，１３ａを内蔵する。磁気フィルター１２ａ、１３ａは集磁器筐体内周に配置した磁石１２ｂ、１３ｂにより磁場を印加されることにより、強力な磁気吸着力を得る。ここで、磁石１２ｂ、１３ｂは永久磁石、または電磁石、超伝導磁石等を適宜使用してよい。磁気フィルター１２ａ，１３ａは、例えばＳＵＳ４３０で代表されるフェライト系ステンレスなどの強磁性細線を網状に不規則に絡め纏めたものであり、外部からの磁場印加により帯磁することにより、原水に含まれる磁性粒子を強磁性細線に磁気吸着して捕獲収集する。磁気フィルター１２ａ，１３ａは、集磁器１２，１３の磁場領域内の集磁位置と、付着した磁性粒子を洗浄水により剥離するための磁場領域外の洗浄位置とに、エア駆動あるいは電動駆動等により移動させて交互に切り換えることにより磁性粒子を一旦吸着して低下した捕獲収集能力が磁性粒子を剥離することで再生する。一対の集磁器１２，１３は、一方を集磁工程に他方を洗浄工程に同時進行で使用するように自動開閉弁１５で交互に切り換える。原水は磁気フィルター１２ａ，１３ａを適当回数繰り返して通過することにより磁性粒子が捕獲され、捕獲後の処理水は撹拌槽９に回収される。

なお、図５において、集磁工程と洗浄工程とを同時に行えるように一対の集磁器１２、１３と用いているが、処理能力に応じて適宜増設してもよく、集磁器を一つとし同じ集磁器で集磁工程と洗浄工程とを交互に行っても良い。

集磁工程において、磁気造粒器１により形成する磁界の磁束密度は０．１〜１Ｔが好ましく、磁石１２ｂ、１３ｂにより形成する磁界の磁束密度は０．０５〜５Ｔが好ましい。また、原水を送水ポンプ１１により磁気造粒器１及び集磁器１２，１３へ流す際の線速度は、１０〜２００ｃｍ／ｓが好ましく、１回あたりの処理時間は、１〜１０分間が好ましい。また、磁気フィルター１２a、１３aの細線の直径は０．１〜１０００μｍが好ましい。さらに、磁気造粒器１における原水の磁場通過時間は、０．０５〜１．００秒が好ましく、原水の磁気フィルター１２a、１３aの通過時間は０．１〜２．０秒が好ましい。

次いで、排水処理システムの洗浄工程において、清水槽１６の洗浄水を洗浄用ポンプ１７で既に磁性粒子を捕獲分離した集磁器１３へ流し、ろ過器１８を通してろ過槽２０に溜める。集磁器１３を流れる洗浄水は洗浄位置に配置された磁気フィルター１３ａに吸着した有害物質を含む磁性吸着剤又は磁性凝集剤等の磁性粒子を剥離する。ろ過器１８は、磁気フィルター１３ａを洗浄した洗浄水を不織布フィルター１９でろ過して磁性粒子を収集する。不織布フィルター１９に蓄積される磁性粒子は、洗浄工程終了後に自然ろ過（重力ろ過）し、図示しない廃棄物容器に収容する。被処理物質が放射性物質である場合には放射性廃棄物容器に収容して処理管理する。なお、ろ過促進と磁性粒子の圧密収集のため不織布フィルター１９の底部に永久磁石を設けて、磁性粒子を磁気吸引してもよい。被処理物質が放射性物質である場合には、不織布フィルター１９に収集した磁性粒子を放射線モニター２１で監視し、過大な放射線量を感知したら警報を発するようにしてもよい。ろ過槽２０のろ過液は、洗浄工程の洗浄水に再利用するものとし、一定の貯水量を下回ると、自動切替弁２２により清水槽１６の洗浄水に切り換える。清水槽１６の洗浄水は、さらに設備、装置等清掃時の洗浄水に用いる。また、ろ過槽２０は、フロートスイッチ等により各集磁器１２，１３直下の自動開閉弁１５を閉鎖してオーバーフローを防止する。ろ過槽２０のろ過水は、自動切替弁２３で洗浄ポンプ１７の出力先を切り換え、手動開閉弁２４を開放して撹拌槽９に送られる。

排水処理システムの放流工程においては、集磁工程により処理された撹拌槽９の処理水及び洗浄工程によりろ過されたろ過槽２０のろ過水は、手動開閉弁２４を開けて放流槽２６に移され、有害物質についての各種計測を実施し、あるいは計測用検体の採取を行うなど監視しつつ、排水可能と判断された場合、手動排水弁２８を開放することで下水道、河川等へ放流する。

この高勾配磁気分離法を用いた排水処理システムにおいて、原水中の有害物質を分離除去するには、担磁工程後の集磁工程及び洗浄工程を２回〜５回程度繰り返し行えばより効果的である。

コンプレッサ２９は、集磁器１２，１３の工程切替に伴う位置変更及び自動切替弁１４，１５，２２，２３等の動作を駆動する。制御盤３０は、工程の切替制御、自動切替弁１４，１５，２２，２３等の動作制御、各ポンプの入り切り制御を行う。コンプレッサ２９及び制御盤３０の駆動用電源は発電機Ｇでまかなう。

本発明の代表的な実施の形態は次の通りである。
図５に示す攪拌槽９に、水４Ｌと砒素を含有する赤玉土粒子粉末を４ｇ入れて羽根攪拌し、さらに磁性凝集剤０．４ｇを加えて５分間混合し、赤玉土粒子と磁性凝集剤粒子が複合化した磁性粒子を形成した。磁性凝集剤は、平均粒径５０μｍのベントナイト粒子粉末１００部、平均粒径０．２５μｍのマグネタタイト粒子粉末１００部および硫酸バンド溶液（８％Ａｌ_２Ｏ_３）５部を乾式混合した後、８０℃で乾燥して得た。この磁性凝集剤の平均粒径は２７μｍ、飽和磁化値σ_sは４８．０ｅｍｕ／ｇ（Ａ・ｍ^２／ｋｇ）であった。
得られた磁性粒子を含む水懸濁液を、送水ポンプ１１により磁気造粒器１（磁界の磁束密度は２５０ｍＴ）の間を流量２．５Ｌ／ｍｉｎ、線速度２７ｃｍ／ｓで通過させ、さらに集磁器１２に通水することによって磁気フィルター１２ａに磁性粒子を捕獲し、通過した処理水を攪拌槽９に回収した。この操作を３分間行った後、磁気フィルター１２ａを逆洗位置に移動させ、清水槽１６の洗浄水を磁気フィルター１２ａに流して、磁性粒子を不織布フィルター１９に回収した（第１回通水処理）。回収した赤玉土を乾燥した結果、赤玉土は当初添加量の７４．６％となった。

第１回通水処理により攪拌槽９に回収された水懸濁液を再度同じ条件で処理して（第２回通水処理）、磁気フィルター１２ａに磁性粒子を捕獲した結果、赤玉土は当初の１３．６％であった（累積捕獲率８８．２％）。第２回通水処理により攪拌槽９に回収された水懸濁液を再度同じ条件で処理して（第３回通水処理）、磁気フィルター１２ａに磁性粒子を捕獲した結果、磁性粒子の回収率は当初の８．８％であった（累積捕獲率９７．０％）。

なお、図５に示す排水処理システムの磁気造粒器１を取り外して、上記実施例と同じ条件で比較試験を行った結果、回収された磁性粒子は、第１回通水処理で６３．３％、第２回通水処理で１７．３％（累積８０．６％）、第３回通水処理で７．０％となった（累積８７．６％）。

以上、分散液中に存在する対象物質を分離・除去する方法について詳述したが、本発明では、気体中に分散する対象物質を磁性粒子を用いて分離・除去することもできる。この場合、空気などを媒体として用いて、磁性粒子を気体中に分散させて、分離・除去することができる。

１ 磁気造粒器
２ ホルダ
３ 永久磁石
４ 原水槽
５ ポンプ
６ 磁気フィルター
６ａ 磁石
７ 原水槽
８ 原水ポンプ
９ 攪拌槽
１０ 薬剤投入器
１１ 送水ポンプ
１２ 集磁器
１２ａ 磁気フィルター
１２ｂ 磁石
１３ 集磁器
１３ａ 磁気フィルター
１３ｂ 磁石
１４ 自動切替弁
１５ 自動開閉弁
１６ 清水槽
１７ 洗浄用ポンプ
１８ ろ過器
１９ 不織布フィルター
２０ ろ過槽
２１ 放射線モニター
２２ 自動切替弁
２３ 自動開閉弁
２４ 手動開閉弁
２５ 手動開閉弁
２６ 放流槽
２７ 放射線モニター
２８ 手動排水弁
２９ コンプレッサ
３０ 制御盤
Ｃ 除染処理用車両
Ｇ 発電機
Ｐ 流通管

Claims (6)

1. 磁性粒子を含む流体から高勾配磁気分離法により磁性粒子を分離する強磁性細線からなる磁気フィルターに通じる流路途上に配置され、前記流体に磁場を印加し、磁性粒子間に磁気的引力を付与することにより、磁性粒子同士を結合し、粒径の拡大を促進させる永久磁石を具備することを特徴とする磁気造粒器。
2. 前記永久磁石は、Ｓ極とＮ極が対向配置され、両極間の磁束を収束するヨークを具備することを特徴とする請求項１に記載の磁気造粒器。
3. 前記磁気フィルターを具備し、前記流体から前記磁性粒子を分離することにより対象物質を分離することを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気造粒器を用いた磁気式フィルター装置。
4. 磁性粒子を含む流体を磁界強度の高勾配領域に通過させて前記磁性粒子を分離する高勾配磁気分離法において、
   予め前記流体に磁場を印加し、磁性粒子間に磁気的引力を付与することにより、磁性粒子同士を結合し、磁性粒子の粒径を拡大させることを特徴とする高勾配磁気分離法。
5. 前記磁性粒子がイオン状又は粒子状の対象物質を吸着する磁性吸着剤により担磁されることを特徴とする請求項４に記載の高勾配磁気分離法。
6. 前記磁性粒子がイオン状又は粒子状の有害物質を含む磁性凝集剤により担磁されることを特徴とする請求項４に記載の高勾配磁気分離法。

Images