JP2020044484A - Magnetic separator, liquid processing system and liquid processing method - Google Patents

Magnetic separator, liquid processing system and liquid processing method Download PDF

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Abstract

To provide a magnetic separator capable of efficiently separating and recovering a magnetic separation object by immersing a drum in a processing liquid vessel by a half or more.SOLUTION: A magnetic separator 1000 comprises: a columnar drum 10; a first and a second bearings 20 rotatably supporting the drum around a rotation center axis extending in a first direction; a magnetic flux generation device 30 supporting a plurality of permanent magnets facing the inner peripheral surface of the drum in the inner space of the drum; and a processing liquid vessel 40 having a first side wall 40a and a second side wall 40b being orthogonally crossed, an opening 40c receiving the outer peripheral surface of the drum, a first sealing device 50a disposed at the outside of the first side wall of the processing liquid vessel and a second sealing device 50b disposed at the outside of the second side wall of the processing liquid vessel. Each of the first sealing device and the second sealing device has a slide sealing member 60 being in contact with a part projected toward outside from the processing liquid vessel in the outer peripheral surface of the drum over the distance of a half length or more in a circumferential direction.SELECTED DRAWING: Figure 1A

Description

本開示は、磁気分離装置に関し、より具体的には、液体中に存在する磁性体を磁石で吸引して液体から分離する磁気分離装置に関する。また、本開示は、当該磁気分離装置を備える液体処理システム、および、当該磁気分離装置を用いる液体処理方法にも関する。   The present disclosure relates to a magnetic separation device, and more specifically, to a magnetic separation device that attracts a magnetic substance existing in a liquid with a magnet and separates the magnetic substance from the liquid. The present disclosure also relates to a liquid processing system including the magnetic separation device and a liquid processing method using the magnetic separation device.

下水または有機排水などを処理するため、従来、活性汚泥法が広く用いられている。活性汚泥法では、下水などの処理水に活性汚泥を混ぜて曝気する。活性汚泥とは、人為的、工学的に培養・育成された好気性微生物を含む浮遊性有機汚泥である。曝気された汚泥中で好気性微生物は活発に活動する。好気性微生物は、処理水に含まれる有機物を分解して繁殖し、集合体(フロック)を形成する。このようなフロックは、自然沈降により、きれいな水と分離する。しかし、活性汚泥法は、フロックの分離を自然沈降に頼るため、分離のための時間が長くなるなどの課題を有している。   In order to treat sewage or organic wastewater, the activated sludge method has been widely used. In the activated sludge method, activated sludge is mixed with treated water such as sewage and aerated. Activated sludge is a floating organic sludge containing aerobic microorganisms cultivated and grown artificially and engineeringly. Aerobic microorganisms are active in the aerated sludge. Aerobic microorganisms decompose organic matter contained in the treated water to propagate and form aggregates (flocs). Such flocs separate from clean water by natural settling. However, the activated sludge method has a problem that the time required for separation is long because the separation of flocs depends on natural sedimentation.

磁気分離技術を活性汚泥法に適用する磁化活性汚泥法が提案されている。磁化活性汚泥法では、例えば四三酸化鉄またはフェライトなどの強磁性材料の粉末粒子を活性汚泥懸濁液に添加する。汚泥フロックは強磁性粉末粒子を捕捉して磁性フロックを形成する。磁化活性汚泥法では、磁性フロックを磁力で集め、磁気的に分離する。磁化活性汚泥法は、時間がかかる沈降分離に頼らずに磁気分離を行うため、従来の活性汚泥法が有している処理時間が長いという課題を解決することが可能である。磁気的分離には、磁気ドラムまたは磁気ディスクを備える磁気分離装置が用いられる。   A magnetized activated sludge method in which a magnetic separation technique is applied to an activated sludge method has been proposed. In the magnetized activated sludge method, powder particles of a ferromagnetic material such as ferric oxide or ferrite are added to an activated sludge suspension. Sludge flocs capture ferromagnetic powder particles to form magnetic flocs. In the magnetized activated sludge method, magnetic flocs are collected by magnetic force and magnetically separated. Since the magnetized activated sludge method performs magnetic separation without relying on time-consuming settling separation, it is possible to solve the problem that the conventional activated sludge method has a long processing time. For magnetic separation, a magnetic separation device provided with a magnetic drum or a magnetic disk is used.

特許文献1から4は、磁化活性汚泥法を利用した処理方法および装置の従来を開示している。   Patent Documents 1 to 4 disclose conventional treatment methods and apparatuses using a magnetized activated sludge method.

特公昭63−59759号公報JP-B-63-59759 国際公開第2004/054935号WO 2004/054935 特開2005−161160号公報JP 2005-161160 A 特開2005−161161号公報JP 2005-161161 A

特許文献1から4が開示する装置では、いずれも、外周面に磁石が配置された回転ドラムが用いられている。これらの回転ドラムは、いずれも、全体の30パーセント程度しか処理液に浸漬されていない。この理由の1つは、回転ドラムの回転軸(シャフト)が処理液に浸漬すると、処理液に含まれる強磁性粉末粒子によって回転軸の軸受が劣化または損傷するからである。   In each of the devices disclosed in Patent Documents 1 to 4, a rotating drum having a magnet disposed on an outer peripheral surface is used. Each of these rotary drums is immersed in only about 30% of the processing liquid. One of the reasons is that when the rotating shaft (shaft) of the rotating drum is immersed in the processing liquid, the ferromagnetic powder particles contained in the processing liquid deteriorate or damage the bearing of the rotating shaft.

磁化活性汚泥法で使用される強磁性粉末粒子は、重すぎると重力によってフロックから分離してしまいやすい。このため、強磁性粉末微粒子としては、直径が0.05〜2μm程度の微粒子が利用されている。このような微粒子に結合したフロックは、回転ドラムに吸着しにくいため、回収の効率を更に高めることが求められている。   If the ferromagnetic powder particles used in the magnetized activated sludge method are too heavy, they are easily separated from the flocs by gravity. For this reason, fine particles having a diameter of about 0.05 to 2 μm are used as the ferromagnetic powder fine particles. Since the flocs bonded to such fine particles are hardly adsorbed to the rotating drum, it is required to further improve the collection efficiency.

本開示の実施形態は、上記の課題を解決し、分離・回収の効率を高めることができる新規な磁気分離装置、液体処理システム、および液体処理方法を提供する。   An embodiment of the present disclosure provides a novel magnetic separation device, a liquid processing system, and a liquid processing method that can solve the above-described problems and increase the efficiency of separation and recovery.

本開示の磁気分離装置は、非限定的で例示的な実施形態において、内周面、外周面、第1端面および第2端面を有する円柱状のドラムと、第1方向に延びる回転中心軸の周りに前記ドラムを回転可能に支持する第1および第2軸受と、前記ドラムの内部空間において前記ドラムの前記内周面に対向する複数の永久磁石を支持する磁束発生装置と、前記第1方向に直交する第1側壁および第2側壁を有する処理液槽であって、前記ドラムの外周面を受け入れる開口部を有している、処理液槽と、前記処理液槽の前記第1側壁の外側に設けられた第1シール装置と、前記処理液槽の前記第2側壁の外側に設けられた第2シール装置とを備える。前記第1および第2シール装置のそれぞれは、前記ドラムの外周面のうち、前記処理液槽から外側に突出している部分に対して円周方向に半周以上の距離にわたって接触する摺動シール部材を有している。   In a non-limiting exemplary embodiment, the magnetic separation device of the present disclosure includes a cylindrical drum having an inner peripheral surface, an outer peripheral surface, a first end surface and a second end surface, and a rotation center axis extending in a first direction. First and second bearings around which the drum is rotatably supported, a magnetic flux generator supporting a plurality of permanent magnets facing the inner peripheral surface of the drum in an inner space of the drum, and the first direction A processing liquid tank having a first side wall and a second side wall orthogonal to the processing liquid tank, the processing liquid tank having an opening for receiving the outer peripheral surface of the drum, and an outside of the first side wall of the processing liquid tank. And a second sealing device provided outside the second side wall of the processing liquid tank. Each of the first and second seal devices includes a sliding seal member that is in contact with a portion of the outer peripheral surface of the drum that protrudes outward from the processing liquid tank over a half or more circumference in a circumferential direction. Have.

ある実施形態において、前記処理液槽は、供給された処理液の液面が前記ドラムの回転中心軸よりも高い位置になるように前記処理液を収容できる内部空間を有している。   In one embodiment, the processing liquid tank has an internal space capable of storing the processing liquid such that the liquid level of the supplied processing liquid is higher than the rotation center axis of the drum.

ある実施形態において、前記開口部は、円形の開口部またはU字状の切り欠きである。   In one embodiment, the opening is a circular opening or a U-shaped notch.

ある実施形態において、前記摺動シール部材は、樹脂またはゴムから形成されており、かつ、前記ドラムの外周面を収容する開口部を有している。   In one embodiment, the sliding seal member is formed of resin or rubber, and has an opening for accommodating the outer peripheral surface of the drum.

ある実施形態において、前記摺動シール部材の前記開口部は、前記磁気分離装置の動作時において前記ドラムの外周面に接触する下側半円部分と、前記ドラムの外周面から少なくとも一部が離れている上側部分とを含む。   In one embodiment, the opening of the sliding seal member is separated from a lower semicircular portion that contacts the outer peripheral surface of the drum during operation of the magnetic separator, and at least a part of the lower semicircular portion is separated from the outer peripheral surface of the drum. And an upper portion.

ある実施形態において、前記複数の永久磁石は、前記回転中心軸の周りの円周方向に沿って全周の60%以上80%以下の範囲に配列されている。   In one embodiment, the plurality of permanent magnets are arranged in a range from 60% to 80% of the entire circumference along a circumferential direction around the rotation center axis.

ある実施形態において、前記ドラムの前記第1端面をカバーし、前記処理液槽の前記第1側壁に固定された第1軸受ブラケットと、前記ドラムの前記第2端面をカバーし、前記処理液槽の前記第2側壁に固定された第2軸受ブラケットとを備え、前記第1および第2軸受ブラケットのそれぞれは、前記ドラムの外周面と前記摺動シール部材との隙間を介して前記処理液槽から流出した液体を通す排水孔を有している。   In one embodiment, a first bearing bracket that covers the first end face of the drum and is fixed to the first side wall of the processing liquid tank, and covers the second end face of the drum, and the processing liquid tank A second bearing bracket fixed to the second side wall of the processing liquid tank, wherein each of the first and second bearing brackets is provided with a gap between an outer peripheral surface of the drum and the sliding seal member. It has a drain hole for passing the liquid flowing out of the tank.

ある実施形態において、前記ドラムに付着した物質を掻き落とすスクレーパを備える。   In one embodiment, a scraper is provided for scraping off the substance attached to the drum.

ある実施形態において、前記ドラムを回転させるモータを備える。   In one embodiment, a motor for rotating the drum is provided.

本開示の液体処理システムは、非限定的で例示的な実施形態において、上記いずれかの磁気分離装置と、磁性粉含有活性汚泥を含む処理液を前記処理液槽に供給する装置と、前記処理液槽内における前記処理液中から前記磁気分離装置によって分離された前記磁性粉含有活性汚泥を回収する装置とを備える。   The liquid processing system of the present disclosure may include, in a non-limiting exemplary embodiment, any one of the above magnetic separation apparatuses, an apparatus for supplying a processing liquid containing activated sludge containing magnetic powder to the processing liquid tank, A device for collecting the activated sludge containing magnetic powder separated from the treatment liquid in the liquid tank by the magnetic separation device.

本開示の液体処理方法は、非限定的で例示的な実施形態において、上記の少なくとも1個の磁気分離装置を用いて行う液体処理方法であって、磁性粉含有活性汚泥を含む処理液を前記処理液槽に供給する工程と、前記処理液槽内における前記処理液中から前記磁気分離装置によって分離された前記磁性粉含有活性汚泥を回収する工程とを含む。   The liquid treatment method of the present disclosure, in a non-limiting exemplary embodiment, is a liquid treatment method performed using the at least one magnetic separation device described above, wherein the treatment liquid containing the activated sludge containing magnetic powder is The method includes a step of supplying the activated sludge separated by the magnetic separation device from the treatment liquid in the treatment liquid tank to the activated sludge separated from the treatment liquid in the treatment liquid tank.

ある実施形態では、前記処理液を前記処理液槽に供給する工程において、前記処理液の液面が前記ドラムの回転中心軸よりも高い位置になるように前記処理液を前記処理液槽に供給し、前記磁性粉含有活性汚泥を回収する工程において、前記ドラムの外周面の半分以上が前記処理液に浸かった状態で前記ドラムを回転させる。   In one embodiment, in the step of supplying the processing liquid to the processing liquid tank, the processing liquid is supplied to the processing liquid tank such that a liquid level of the processing liquid is higher than a rotation center axis of the drum. Then, in the step of recovering the activated sludge containing the magnetic powder, the drum is rotated while at least half of the outer peripheral surface of the drum is immersed in the treatment liquid.

本開示の実施形態によれば、筒状ドラムを処理液槽に半分以上浸漬させることができるため、処理液とドラムの外周面とが接触する領域の面積を拡大することができる。その結果、磁性フロックなどの磁気分離対象物を効率的に分離または回収することが可能になる。   According to the embodiment of the present disclosure, since the cylindrical drum can be immersed in the processing liquid tank by half or more, the area of the region where the processing liquid contacts the outer peripheral surface of the drum can be increased. As a result, it is possible to efficiently separate or collect a magnetic separation target such as a magnetic floe.

本実施形態におれる磁気分離装置1000の平面構成を模式的に示す図である。It is a figure showing typically the plane composition of magnetic separation device 1000 in this embodiment. 図1Aにおける磁気分離装置1000のB1−B1線断面図である。FIG. 1B is a sectional view taken along line B1-B1 of the magnetic separation device 1000 in FIG. 1A. 処理液槽40の第1側壁40aの周辺におけるドラム10を模式的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a drum around a first side wall of a processing liquid tank. 図2に示されている構成の側面図である。FIG. 3 is a side view of the configuration shown in FIG. 2. 第1シール装置50aの構成例を示す図である。It is a figure showing the example of composition of the 1st seal device 50a. 図4Aにおけるドラム10などのB4−B4線断面図である。FIG. 4B is a sectional view taken along line B4-B4 of the drum 10 in FIG. 4A. 図4Aにおける摺動シール部材60のC4−C4線断面図である。FIG. 4B is a sectional view taken along line C4-C4 of the sliding seal member 60 in FIG. 4A. 第1シール装置50aの構成例を示す図である。It is a figure showing the example of composition of the 1st seal device 50a. 図5Aにおける第1シール装置50aのB5−B5線断面図である。FIG. 5B is a cross-sectional view of the first sealing device 50a along line B5-B5 in FIG. 5A. 図5Aにおける第1シール装置50aのC5−C5線断面図である。FIG. 5B is a cross-sectional view of the first sealing device 50a along line C5-C5 in FIG. 5A. 摺動シール部材60を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the sliding seal member 60. 第1シール装置50aの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the 1st sealing apparatus 50a. ドラム10の内部に置かれた磁束発生装置30の構成例を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a magnetic flux generator 30 placed inside a drum 10. 別々の状態に置かれたドラム10および磁束発生装置30の構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structural example of the drum 10 and the magnetic flux generator 30 put in a different state. 本開示の液体処理システムの構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a liquid processing system according to the present disclosure.

図1Aおよび図1Bを参照しながら、本実施形態における磁気分離装置の基本的な構成例を説明する。図1Aは、本実施形態における磁気分離装置1000の平面構成を模式的に示す図である。図1Bは、図1Aにおける磁気分離装置1000のB1−B1線断面図である。添付の図面では、相互に直交するX軸、Y軸、およびZ軸が参考のために記載されている。Z軸は鉛直方向に平行である。   A basic configuration example of the magnetic separation device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1A and 1B. FIG. 1A is a diagram schematically illustrating a planar configuration of a magnetic separation device 1000 according to the present embodiment. FIG. 1B is a cross-sectional view of the magnetic separator 1000 taken along line B1-B1 in FIG. 1A. In the accompanying drawings, mutually orthogonal X, Y, and Z axes are shown for reference. The Z axis is parallel to the vertical direction.

図示されている磁気分離装置1000は、X軸の方向(第1方向)に延びる円柱状のドラム10と、X軸に平行な回転中心軸Cの周りにドラム10を回転可能に支持する第1および第2軸受20と、磁束発生装置30と、処理液槽40とを備える。   The illustrated magnetic separation device 1000 includes a cylindrical drum 10 extending in the X-axis direction (first direction) and a first drum 10 rotatably supporting the drum 10 around a rotation center axis C parallel to the X-axis. And a second bearing 20, a magnetic flux generator 30, and a processing liquid tank 40.

ドラム10は、SUS304などの非磁性材料から形成された円筒体(厚さは数mm程度)であり、内周面10a、外周面10b、第1端面10c、および第2端面10dを有している。ドラム10の外径(外周面10bの直径)は、例えば2〜100cm、好ましくは10〜60cmである。ドラム10の長さ(第1端面10cから第2端面10dまでの距離)は、例えば5〜500cm、好ましくは50〜300cmである。磁束発生装置30は、ドラム10の内部空間10sにおいて、ドラム10の内周面10aに対向する複数の永久磁石を支持している。永久磁石は固定されており、ドラム10が回転している間も位置を変えない。永久磁石は、回転中心軸Cの周りの円周方向に沿って全周の60%以上80%以下の範囲に配列されており、複数の磁極対(N極およびS極)を構成している。磁極対が形成する磁束は、非磁性のドラム10を通って外周面10bの外側にも分布し、処理液中の磁性体をドラム10の外周面10bに引き付ける。   The drum 10 is a cylindrical body (having a thickness of about several mm) formed of a non-magnetic material such as SUS304, and has an inner peripheral surface 10a, an outer peripheral surface 10b, a first end surface 10c, and a second end surface 10d. I have. The outer diameter of the drum 10 (the diameter of the outer peripheral surface 10b) is, for example, 2 to 100 cm, preferably 10 to 60 cm. The length of the drum 10 (the distance from the first end face 10c to the second end face 10d) is, for example, 5 to 500 cm, preferably 50 to 300 cm. The magnetic flux generator 30 supports a plurality of permanent magnets facing the inner peripheral surface 10a of the drum 10 in the internal space 10s of the drum 10. The permanent magnet is fixed and does not change position while the drum 10 is rotating. The permanent magnets are arranged in a range of 60% to 80% of the entire circumference along a circumferential direction around the rotation center axis C, and constitute a plurality of magnetic pole pairs (N pole and S pole). . The magnetic flux formed by the magnetic pole pair is also distributed outside the outer peripheral surface 10b through the non-magnetic drum 10, and attracts the magnetic substance in the processing liquid to the outer peripheral surface 10b of the drum 10.

処理液槽40は、X軸に直交する第1側壁40aおよび第2側壁40bを有し、ドラム10の外周面10bを受け入れる開口部40cを有している。処理液槽40も、SUS304などの非磁性材料から形成される。処理液槽40は、図1Bに示されるように、供給された処理液90の液面がドラム10の回転中心軸Cよりも高い位置になるように処理液90を収容できる内部空間を有している。処理液槽40の深さは、例えば10〜60cm程度であり得る。図1Bの例では、処理液槽40の底面は平らであるが、処理液槽40の形状は、この例に限定されない。   The processing liquid tank 40 has a first side wall 40 a and a second side wall 40 b orthogonal to the X axis, and has an opening 40 c for receiving the outer peripheral surface 10 b of the drum 10. The processing liquid tank 40 is also formed from a non-magnetic material such as SUS304. As shown in FIG. 1B, the processing liquid tank 40 has an internal space that can store the processing liquid 90 such that the liquid level of the supplied processing liquid 90 is higher than the rotation center axis C of the drum 10. ing. The depth of the processing liquid tank 40 may be, for example, about 10 to 60 cm. In the example of FIG. 1B, the bottom surface of the processing liquid tank 40 is flat, but the shape of the processing liquid tank 40 is not limited to this example.

ここで、図2および図3を参照する。図2は、処理液槽40の第1側壁40aの周辺におけるドラム10の一部を模式的に示す図である。図3は、図2に示されている構成の側面図である。簡単のため、軸受20などの部品は記載されていない。ドラム10が有するシャフト10Xの中心は、回転中心軸Cに一致している。図3から明らかなように、この例における開口部40cは、U字状の切り欠きである。開口部40cがU字状の切り欠きであれば、ドラム10を上方から容易に設置できる。ドラム10は、開口部40cを通って処理液槽40の第1側壁40aおよび第2側壁40bから外側に突出している(図1A参照)。開口部40cの形状は、U字状の切り欠きに限定されず、円形などの他の形状であってもよい。   Here, FIG. 2 and FIG. 3 are referred to. FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a part of the drum 10 around the first side wall 40 a of the processing liquid tank 40. FIG. 3 is a side view of the configuration shown in FIG. For simplicity, parts such as the bearing 20 are not shown. The center of the shaft 10X of the drum 10 coincides with the rotation center axis C. As is clear from FIG. 3, the opening 40c in this example is a U-shaped notch. If the opening 40c is a U-shaped notch, the drum 10 can be easily installed from above. The drum 10 protrudes outward from the first side wall 40a and the second side wall 40b of the processing liquid tank 40 through the opening 40c (see FIG. 1A). The shape of the opening 40c is not limited to the U-shaped notch, but may be another shape such as a circle.

図3において、符号H1は、ドラム10の回転中心軸Cの基準面からの高さを示し、符号H2は、動作中に処理液槽40に供給された処理液の、基準面(例えば底面)からの液面高さの例を示している。動作中、ドラム10の下側半分だけではなく、上側半分の少なくとも一部が処理液に浸漬することになる(図1B参照)。   In FIG. 3, reference numeral H1 indicates a height of the rotation center axis C of the drum 10 from a reference surface, and reference numeral H2 indicates a reference surface (for example, a bottom surface) of the processing liquid supplied to the processing liquid tank 40 during operation. 2 shows an example of the liquid level from the top. In operation, at least a portion of the upper half, as well as the lower half of the drum 10, will be immersed in the processing liquid (see FIG. 1B).

再び図1Aを参照する。磁気分離装置1000は、処理液槽40の第1側壁40aの外側に設けられた第1シール装置50aと、処理液槽40の第2側壁40bの外側に設けられた第2シール装置50bとを備えている。第1シール装置50aおよび第2シール装置50bのそれぞれは、ドラム10の外周面10bのうち、処理液槽40から外側に突出している部分に対して円周方向に半周以上の距離にわたって接触する摺動シール部材60を有している。摺動シール部材60は、例えば樹脂またはゴムから形成されている。摺動シール部材60の詳細については、後述する。   Referring back to FIG. 1A. The magnetic separation device 1000 includes a first sealing device 50a provided outside the first side wall 40a of the processing liquid tank 40 and a second sealing device 50b provided outside the second side wall 40b of the processing liquid tank 40. Have. Each of the first sealing device 50a and the second sealing device 50b contacts a portion of the outer peripheral surface 10b of the drum 10 that protrudes outward from the processing liquid tank 40 over a distance of at least half a circumference in the circumferential direction. It has a dynamic seal member 60. The sliding seal member 60 is formed of, for example, resin or rubber. The details of the sliding seal member 60 will be described later.

磁気分離装置1000は、ドラム10の第1端面10cをカバーする第1軸受ブラケット70aと、ドラム10の第2端面10dをカバーする第2軸受ブラケット70bとを備える。第1軸受ブラケット70aは、処理液槽40の第1側壁40aに対してその位置が固定されている。第2軸受ブラケット70bは、処理液槽40の第2側壁40bに対してその位置が固定されている。後述するように、第1軸受ブラケット70aおよび第2軸受ブラケット70bのそれぞれは、ドラム10の外周面10bと摺動シール部材60との隙間を介して処理液槽40から流出した液体を通す排水孔70c(図7)を有している。第1軸受ブラケット70aおよび第2軸受ブラケット70bも、SUS304などの非磁性材料から形成される。   The magnetic separation device 1000 includes a first bearing bracket 70a that covers the first end face 10c of the drum 10, and a second bearing bracket 70b that covers the second end face 10d of the drum 10. The position of the first bearing bracket 70a is fixed to the first side wall 40a of the processing liquid tank 40. The position of the second bearing bracket 70b is fixed to the second side wall 40b of the processing liquid tank 40. As will be described later, each of the first bearing bracket 70a and the second bearing bracket 70b has a drain hole through which a liquid flowing out of the processing liquid tank 40 passes through a gap between the outer peripheral surface 10b of the drum 10 and the sliding seal member 60. 70c (FIG. 7). The first bearing bracket 70a and the second bearing bracket 70b are also formed from a non-magnetic material such as SUS304.

磁気分離装置1000は、ドラム10に付着した物質を掻き落とすスクレーパ100(図1B)と、ドラム10を回転させる不図示のモータを備える。   The magnetic separation device 1000 includes a scraper 100 (FIG. 1B) that scrapes off substances attached to the drum 10 and a motor (not shown) that rotates the drum 10.

次に図4Aから図4C、および図5Aから図5Cを参照しながら、本実施形態における第1シール装置50aの構成例を説明する。第2シール装置50bは、第1シール装置50aの構成と同様の構成を有している。   Next, a configuration example of the first seal device 50a in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4A to 4C and FIGS. 5A to 5C. The second sealing device 50b has a configuration similar to that of the first sealing device 50a.

図4Aおよび図5Aは、第1シール装置50aの構成例を示す図である。図4Bは図4Aにおけるドラム10などのB4−B4線断面図であり、図4Cは図4Aにおける摺動シール部材60のC4−C4線断面図である。図4Cでは、参考のため、破線で第1側壁40aの輪郭が示されている。図5Bは図5Aにおける第1シール装置50aのB5−B5線断面図であり、図5Cは図5Aにおける第1シール装置50aのC5−C5線断面図である。   4A and 5A are diagrams illustrating a configuration example of the first sealing device 50a. 4B is a sectional view taken along line B4-B4 of the drum 10 in FIG. 4A, and FIG. 4C is a sectional view taken along line C4-C4 of the sliding seal member 60 in FIG. 4A. In FIG. 4C, the outline of the first side wall 40a is indicated by a broken line for reference. FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line B5-B5 of the first seal device 50a in FIG. 5A, and FIG. 5C is a cross-sectional view taken along line C5-C5 of the first seal device 50a in FIG. 5A.

図4Aおよび図5Aに示されるように、本実施形態における第1シール装置50aは、摺動シール部材60を挟み込むリング状の押さえ板80a、80bを有している。押さえ板80aは処理液槽40に固定されており、他の押さえ板80bとともに摺動シール部材60を挟み込んでいる。   As shown in FIGS. 4A and 5A, the first sealing device 50a in the present embodiment has ring-shaped pressing plates 80a and 80b that sandwich the sliding seal member 60. The holding plate 80a is fixed to the processing liquid tank 40, and sandwiches the sliding seal member 60 with the other holding plate 80b.

本実施形態における摺動シール部材60は、図4Cに示すように、位置固定のための複数の小さな孔を有している。摺動シール部材60は、ショアS硬度が50〜70程度のゴム(ニトリルゴム、クロロプレンゴムなど)、または樹脂(プラスチック)等の軟質非磁性材料から好適に形成され得る。摺動シール部材60と回転するドラム10との間に生じる摩擦によって摺動シール部材60の磨耗が進むと、摺動シール部材60とドラム10の外周面10bとの隙間に対する封止が不充分になる。そのような場合、消耗品として新しい摺動シール部材に取り替えればよい。摺動シール部材60が前述の硬度よりも高い硬度を有する材料から形成されていると、磨耗が進みやすく、交換の頻度が増加し得る。   As shown in FIG. 4C, the sliding seal member 60 in the present embodiment has a plurality of small holes for fixing the position. The sliding seal member 60 can be suitably formed of a soft non-magnetic material such as rubber (nitrile rubber, chloroprene rubber, or the like) having a Shore S hardness of about 50 to 70, or a resin (plastic). When the friction between the sliding seal member 60 and the rotating drum 10 causes abrasion of the sliding seal member 60, the gap between the sliding seal member 60 and the outer peripheral surface 10b of the drum 10 is insufficiently sealed. Become. In such a case, a new sliding seal member may be replaced as a consumable. If the sliding seal member 60 is formed from a material having a hardness higher than the above-described hardness, the wear is likely to progress, and the frequency of replacement may increase.

図5Bおよび図5Cには、それぞれ、押さえ板80a、80bの形状の例が模式的に示されている。押さえ板80a、80bは、図4Cに示す摺動シール部材60が有する複数の孔に整合する複数の貫通孔を有している。これらの貫通孔を通るボルトなどによって押さえ板80a、80bの間隔を調整することにより、摺動シール部材60を両側から押圧して固定することができる。摺動シール部材60は押さえ板80a、80bによって厚さ方向に締め付けられることにより、半径方向に延伸する。その結果、摺動シール部材60とドラム10の外周面10bとが接触する部分における摩擦力が増加し得る。従って、押さえ板80a、80bの間隔を調整することにより、摺動シール部材60がドラム10の外周面10bに及ぼす摺動抵抗を制御することが可能になる。摺動シール部材60をボルトなどによって固定するとき、摺動シール部材60の周方向に沿って少しずつ均等に締め付けを行うことにより、摺動シール部材60がドラム10の外周面10bに及ぼす摺動抵抗を周方向にできるだけ均一にすることが好ましい。なお、押さえ板80aは、処理液槽40から分離され得る別体の部品である必要はなく、処理液槽40の第1側壁40a(第2側壁40b)の一部であってもよい。後述の通り、押さえ板80aはU字型の形状を有していてもよい。例えば、第1側壁40a(第2側壁40b)の切り欠き部周辺をU字型の押さえ板80aとして用いてもよい。その場合、例えば、U字型の押さえ板80aの上部を円弧状の別部品を用いて補強し、円形の摺動シール部材60および押さえ板80bと固定してもよい。また、摺動シール部材60を固定する構造は、本実施形態における例に限定されず、種々の構造を採用し得る。   FIGS. 5B and 5C schematically show examples of the shapes of the holding plates 80a and 80b, respectively. The holding plates 80a and 80b have a plurality of through holes that match the plurality of holes of the sliding seal member 60 shown in FIG. 4C. The sliding seal member 60 can be pressed and fixed from both sides by adjusting the interval between the holding plates 80a and 80b with bolts or the like passing through these through holes. The sliding seal member 60 is stretched in the radial direction by being clamped in the thickness direction by the pressing plates 80a and 80b. As a result, the frictional force at the portion where the sliding seal member 60 contacts the outer peripheral surface 10b of the drum 10 can increase. Therefore, by adjusting the interval between the pressing plates 80a and 80b, the sliding resistance exerted on the outer peripheral surface 10b of the drum 10 by the sliding seal member 60 can be controlled. When the sliding seal member 60 is fixed with a bolt or the like, the sliding seal member 60 is evenly and gradually tightened along the circumferential direction of the sliding seal member 60 so that the sliding seal member 60 exerts a sliding effect on the outer peripheral surface 10 b of the drum 10. It is preferable to make the resistance as uniform as possible in the circumferential direction. The pressing plate 80a does not need to be a separate component that can be separated from the processing liquid tank 40, and may be a part of the first side wall 40a (second side wall 40b) of the processing liquid tank 40. As described later, the holding plate 80a may have a U-shaped shape. For example, the periphery of the notch of the first side wall 40a (the second side wall 40b) may be used as a U-shaped pressing plate 80a. In this case, for example, the upper part of the U-shaped pressing plate 80a may be reinforced with another arc-shaped part, and fixed to the circular sliding seal member 60 and the pressing plate 80b. Further, the structure for fixing the sliding seal member 60 is not limited to the example in the present embodiment, and various structures can be adopted.

図6は、摺動シール部材60を拡大して示す図である。図6には、参考のため、ドラム10の外周面10bの位置が破線で示されている。図6に示されるように、摺動シール部材60は、ドラム10の外周面10bを収容する開口部60pを有し、この開口部60pは、磁気分離装置1000の動作時においてドラム10の外周面10bに接触する下側半円部分と、ドラム10の外周面10bから少なくとも一部が離れている上側部分とを含んでいる。図6の例における摺動シール部材60の開口部60pは、概略的には円形であるが、上側部分と下側部分とは上下で非対称の関係にある。具体的には、開口部60pの上側部分の半径はドラム10の外径よりも長く、ドラム10の外周面10bと摺動シール部材60との間に隙間Gが存在している。このような隙間Gは、処理液の液面高さよりも高い位置にあるため、封止する必要はない。むしろ、ゼロより大きな大きさ(例えば0.1〜5mm)を有する隙間Gがドラム10の上部に存在することにより、摺動摩擦の低減効果が得られる。   FIG. 6 is an enlarged view showing the sliding seal member 60. In FIG. 6, the position of the outer peripheral surface 10b of the drum 10 is indicated by a broken line for reference. As shown in FIG. 6, the sliding seal member 60 has an opening 60p for accommodating the outer peripheral surface 10b of the drum 10, and the opening 60p is It includes a lower semicircular portion that contacts the outer peripheral surface 10b of the drum 10 and an upper portion that is at least partially separated from the outer peripheral surface 10b of the drum 10. The opening 60p of the sliding seal member 60 in the example of FIG. 6 is generally circular, but the upper part and the lower part are vertically asymmetric. Specifically, the radius of the upper portion of the opening 60p is longer than the outer diameter of the drum 10, and a gap G exists between the outer peripheral surface 10b of the drum 10 and the sliding seal member 60. Since such a gap G is located at a position higher than the liquid level of the processing liquid, it is not necessary to seal the gap. Rather, the presence of the gap G having a size larger than zero (for example, 0.1 to 5 mm) at the upper part of the drum 10 provides an effect of reducing sliding friction.

摺動シール部材60に求められる役割は、ドラム10の外周面10bのうち、処理液に接触している領域で処理液をシールすることにある。このため、ドラム10の外周面10bのうち、処理液に全く接触しない領域において、摺動シール部材60は切り欠けられていてよい。従って、摺動シール部材60は、その上部が切断されたU字型の形状を有していてもよい。その場合、押さえ板80aおよび80bも同様にU字型の形状を有していてもよい。   The role required of the sliding seal member 60 is to seal the processing liquid in a region of the outer peripheral surface 10b of the drum 10 that is in contact with the processing liquid. Therefore, the sliding seal member 60 may be cut off in a region of the outer peripheral surface 10b of the drum 10 that does not contact the processing liquid at all. Therefore, the sliding seal member 60 may have a U-shaped shape with its upper part cut off. In that case, the holding plates 80a and 80b may also have a U-shaped shape.

隙間Gは、ドラム10の外周面10bが処理液に浸漬している部分で実質的にゼロの大きさを持つ必要がある。なお、図6の例では、摺動シール部材60の下半分に隙間Gの大きさがゼロでない部分があるが、磁気分離装置1000の動作時には実質的にゼロとなるように押さえ板80aおよび80bの間隔が調整される。ドラム10が回転しているとき、摺動摩擦を受ける摺動シール部材60の一部が弾性的に変形するため、摺動シール部材60とドラム10の外周面10bとの間に極めて小さな隙間が不均一かつ断続的に発生し得る。このような小さな隙間の形成は、処理液槽40から処理液の漏れ出しを引き起こし得る。このような小さな隙間が全く生じないようにするには、摺動シール部材60の開口部60pにおける下側部分の半径を小さくして、ドラム10の外周面10bに対する摺動シール部材60による押圧力を強くする必要がある。そのように押圧力を強くすると、摺動摩擦の抵抗が大きくなりすぎるため、モータの駆動力を高める必要が生じたり、摺動シール部材60の劣化の進行が早まったりする問題が生じ得る。これに対して、本実施形態では、摺動シール部材60による封止性能をあえて低く抑え、摺動シール部材60とドラム10の外周面10bとの間に生じる小さな隙間を介して処理液が処理液槽40から漏れ出してくることを許容する。処理液が摺動シール部材60とドラム10の外周面10bとの間の小さな隙間に存在することは、摺動抵抗を低減するため、ドラム10の滑らかな回転に寄与する。   The gap G needs to have a substantially zero size at a portion where the outer peripheral surface 10b of the drum 10 is immersed in the processing liquid. In the example of FIG. 6, there is a portion where the size of the gap G is not zero in the lower half of the sliding seal member 60, but when the magnetic separator 1000 is operated, the pressing plates 80 a and 80 b are set to be substantially zero. Is adjusted. When the drum 10 is rotating, a part of the sliding seal member 60 that receives sliding friction is elastically deformed, so that an extremely small gap is not formed between the sliding seal member 60 and the outer peripheral surface 10b of the drum 10. It can occur uniformly and intermittently. The formation of such a small gap may cause the processing liquid to leak from the processing liquid tank 40. In order to prevent such a small gap from being formed at all, the radius of the lower portion of the opening 60p of the sliding seal member 60 is reduced, and the pressing force of the sliding seal member 60 against the outer peripheral surface 10b of the drum 10 is reduced. Need to be strengthened. If the pressing force is increased in such a manner, the resistance to sliding friction becomes too large, so that it may be necessary to increase the driving force of the motor, or the deterioration of the sliding seal member 60 may be accelerated. On the other hand, in the present embodiment, the sealing performance of the sliding seal member 60 is intentionally suppressed to be low, and the processing liquid is processed through the small gap generated between the sliding seal member 60 and the outer peripheral surface 10b of the drum 10. Leakage from the liquid tank 40 is allowed. The presence of the processing liquid in the small gap between the sliding seal member 60 and the outer peripheral surface 10b of the drum 10 contributes to smooth rotation of the drum 10 to reduce sliding resistance.

次に、図7を参照しながら、ドラム10の第1端面10cをカバーする第1軸受ブラケット70aの構成例を説明する。ドラム10の第2端面10dをカバーする第2軸受ブラケット70bの構成は、第1軸受ブラケット70aの構成と同様である。   Next, a configuration example of the first bearing bracket 70a that covers the first end face 10c of the drum 10 will be described with reference to FIG. The configuration of the second bearing bracket 70b that covers the second end face 10d of the drum 10 is the same as the configuration of the first bearing bracket 70a.

図7に示される第1軸受ブラケット70aは、第1軸受20を備え、ドラム10の第1端面10cとの間に空間70sを形成するように処理液槽40に固定されている。ここで、第1軸受ブラケット70aが処理液槽40に固定されるとは、第1軸受ブラケット70aが処理液槽40に対して位置が固定されていること、すなわち、第1軸受ブラケット70aが処理液槽40に対して直接または間接的に固定されていることを意味する。図7の例では、第1軸受ブラケット70aは、押さえ板80bに溶接等で固定されることによって、間接的に処理液槽40に固定されている。上述した処理液槽40から漏れ出してくる処理液は、この第1軸受ブラケット70aが形成する空間70s内に侵入する。第1軸受ブラケット70aの最下部には、排水孔70cが設けられているため、処理液は、排水孔70cを介して外部に放出される。排水孔70cは例えばホース継手の形状を有しており、不図示のホースに接続され得る。第1軸受ブラケット70aの空間70s内に漏れ出てきた処理液は、排水孔70cを介して回収され得る。   The first bearing bracket 70a illustrated in FIG. 7 includes the first bearing 20, and is fixed to the processing liquid tank 40 so as to form a space 70s between the first bearing bracket 20 and the first end face 10c of the drum 10. Here, that the first bearing bracket 70a is fixed to the processing liquid tank 40 means that the position of the first bearing bracket 70a is fixed with respect to the processing liquid tank 40, that is, the first bearing bracket 70a is It is directly or indirectly fixed to the liquid tank 40. In the example of FIG. 7, the first bearing bracket 70a is indirectly fixed to the processing liquid tank 40 by being fixed to the holding plate 80b by welding or the like. The processing liquid leaking from the processing liquid tank 40 enters the space 70s formed by the first bearing bracket 70a. Since the drainage hole 70c is provided at the lowermost part of the first bearing bracket 70a, the processing liquid is discharged outside through the drainage hole 70c. The drain hole 70c has, for example, a shape of a hose joint, and can be connected to a hose (not shown). The processing liquid that has leaked into the space 70s of the first bearing bracket 70a can be collected through the drain hole 70c.

図8Aおよび図8Bを参照して、磁束発生装置30の構成例を説明する。図8Aは、ドラム10および内部に置かれた磁束発生装置30の構成例を示す断面図である。図8Bは、それぞれの構成を分かりやすく示すため、分離された状態にあるドラム10および磁束発生装置30の構成例を示す断面図である。   A configuration example of the magnetic flux generator 30 will be described with reference to FIGS. 8A and 8B. FIG. 8A is a cross-sectional view showing a configuration example of the drum 10 and the magnetic flux generator 30 placed inside. FIG. 8B is a cross-sectional view illustrating a configuration example of the drum 10 and the magnetic flux generator 30 in a separated state in order to clearly show each configuration.

図8Bに示されるドラム10の内部空間10sにおいて、図8Bに示される磁束発生装置30が同軸で固定される。磁束発生装置30は、外周面に複数の永久磁石32が配列された内筒34を備えている。ドラム10は第1および第2軸受20(図1A参照)に支持されて回転するが、内筒34は不図示の手段で固定されており(固定手段は任意である)、回転しない。このため、永久磁石32が形成する磁束は、空間的に固定された強度分布を有している。複数の永久磁石32は、ドラム10の外周面10bに所望の強さの磁束を作用させるよう配置される。永久磁石32の配置は、ドラム10の外径、スクレーパ100の位置等によって適宜設定される。   In the internal space 10s of the drum 10 shown in FIG. 8B, the magnetic flux generator 30 shown in FIG. 8B is fixed coaxially. The magnetic flux generator 30 includes an inner cylinder 34 in which a plurality of permanent magnets 32 are arranged on an outer peripheral surface. Although the drum 10 rotates while being supported by the first and second bearings 20 (see FIG. 1A), the inner cylinder 34 is fixed by means not shown (the fixing means is optional) and does not rotate. Therefore, the magnetic flux formed by the permanent magnet 32 has a spatially fixed intensity distribution. The plurality of permanent magnets 32 are arranged so that a magnetic flux having a desired strength acts on the outer peripheral surface 10b of the drum 10. The arrangement of the permanent magnets 32 is appropriately set according to the outer diameter of the drum 10, the position of the scraper 100, and the like.

図8Bに示されるように、複数の永久磁石32は、回転中心軸Cの高さに近い高さにある位置Psから、ドラム10の内周面10aの下部領域に対向する位置を通って、スクレーパ100がドラム10に接触する部分に対向する位置Peの近傍まで配置されている。具体的には、複数の永久磁石32は、回転中心軸の周りの円周方向に沿って全周の60%以上80%以下の範囲に配列されている。   As shown in FIG. 8B, the plurality of permanent magnets 32 pass from a position Ps at a height close to the height of the rotation center axis C to a position facing the lower region of the inner peripheral surface 10 a of the drum 10, The scraper 100 is disposed up to the vicinity of the position Pe facing the portion in contact with the drum 10. Specifically, the plurality of permanent magnets 32 are arranged in a range from 60% to 80% of the entire circumference along the circumferential direction around the rotation center axis.

永久磁石32の好適な例は、Nd−Fe−B系希土類磁石である。スクレーパ100の先端に近い位置に配置される永久磁石は、フェライト磁石などの比較的磁力の小さな磁石であってもよい。このような永久磁石の配置によって、処理液中の磁性フロックを効率よくドラム10の外周面10bに吸着し、しかも、吸着した磁性フロックをスクレーパ100で容易に掻き取ることが可能になる。   A preferred example of the permanent magnet 32 is an Nd-Fe-B-based rare earth magnet. The permanent magnet disposed near the tip of the scraper 100 may be a magnet having a relatively small magnetic force, such as a ferrite magnet. With such a permanent magnet arrangement, the magnetic flocs in the processing liquid can be efficiently adsorbed to the outer peripheral surface 10b of the drum 10, and the adsorbed magnetic flocs can be easily scraped off by the scraper 100.

処理液槽40の底部の一部は、ドラム10の外周面10bに対向し、ドラム10の形状に沿った凹部を有していてもよい。このような凹部を設けることにより、ドラム10の外周面10bと凹部の間で処理液の流路を形成し、より効率的に磁性フロックを捕捉することができる。   A part of the bottom of the processing liquid tank 40 may have a concave portion facing the outer peripheral surface 10 b of the drum 10 and conforming to the shape of the drum 10. By providing such a concave portion, a flow path of the processing liquid is formed between the outer peripheral surface 10b of the drum 10 and the concave portion, and the magnetic flocs can be more efficiently captured.

処理液槽40に存在する磁性フロックは、不図示の別の処理液槽(曝気槽)において活性汚泥に磁性粉を添加して吸着保持させることによって形成され得る。処理液槽40の磁性フロックは、別の磁気分離装置1000による処理が行われた後の残りの磁性フロックを含み得る。   The magnetic floc existing in the processing liquid tank 40 can be formed by adding magnetic powder to activated sludge and adsorbing and holding it in another processing liquid tank (aeration tank) (not shown). The magnetic flocks of the processing liquid tank 40 may include the remaining magnetic flocks after the processing by another magnetic separation device 1000 is performed.

磁性粉は、粒径が0.05から2μmの粉末粒子から構成され得ることが望ましい。2μmを超えて粒径が大きくなると、個々の磁性粉末粒子が活性汚泥から分離しやすくなる。また、粒径が0.05μmよりも小さくなると、製造コストが上昇する。粒径の更に好ましい範囲は、0.1から1.0μmである。磁性粉末粒子の保磁力の好ましい範囲は、0〜16kA/mである。保磁力がこの範囲よりも大きいと、磁性粉末粒子どうしが凝集してしまう。保磁力は小さいほど、磁性フロックはドラム10から切り離しやすいので好ましい。磁性粉末粒子は、強磁性または常磁性のいずれの材料から形成されていてもよい。好適な材料の例は、酸化鉄、コバルト、酸化クロム、フェライトなどを含む。製造コスト等を考慮すると、粒径が0.1〜1.0μmの四三酸化鉄(マグネタイト、Fe)の粉末が好ましい。 Desirably, the magnetic powder can be composed of powder particles having a particle size of 0.05 to 2 μm. When the particle size is larger than 2 μm, individual magnetic powder particles are easily separated from the activated sludge. If the particle size is smaller than 0.05 μm, the production cost increases. A more preferred range for the particle size is 0.1 to 1.0 μm. The preferable range of the coercive force of the magnetic powder particles is 0 to 16 kA / m. If the coercive force is larger than this range, the magnetic powder particles aggregate. The smaller the coercive force, the more easily the magnetic flocks can be separated from the drum 10, which is preferable. The magnetic powder particles may be formed from either ferromagnetic or paramagnetic materials. Examples of suitable materials include iron oxide, cobalt, chromium oxide, ferrite, and the like. Considering the production cost and the like, a powder of triiron tetroxide (magnetite, Fe 3 O 4 ) having a particle size of 0.1 to 1.0 μm is preferable.

以下、図9を参照して本開示の液体処理システムおよび液体処理方法の実施形態を説明する。図9は、本実施形態における液体処理システムの構成例を示す図である。   Hereinafter, an embodiment of a liquid processing system and a liquid processing method according to the present disclosure will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of a liquid processing system according to the present embodiment.

まず、不図示の曝気槽内で磁性フロック(磁性粉含有活性汚泥)と汚水とが混合される。磁性フロック中の微生物は、汚水中の有機物を取り込んで分解し、磁性フロックと清水とが混合した処理液90が形成される。処理液90は、供給装置200により、磁気分離装置1000の処理液槽40に送られる。   First, a magnetic floc (active sludge containing magnetic powder) and sewage are mixed in an aeration tank (not shown). Microorganisms in the magnetic floc take in organic matter in the wastewater and decompose to form a treatment liquid 90 in which the magnetic floc and fresh water are mixed. The processing liquid 90 is sent to the processing liquid tank 40 of the magnetic separation device 1000 by the supply device 200.

磁気分離装置1000のドラム10は、鉛直方向の半分以上の部分が処理液槽40内の処理液90に浸かっている。処理液槽40とドラム10との間は前述した摺動シール部材60によって封止されている。このため、ドラム10が回転していないとき、処理液は処理液槽40から外部には漏れ出ない。しかし、摺動シール部材60は軟質材料から形成されているため、前述したようにドラム10が回転していると、わずかな隙間から処理液が図7のブラケット70a(70b)の空間70s内に漏れてくる。しかし、この空間70sに浸入した処理液は、軸受20に達するまでに排水孔70cから外部に排出される。こうして、図7の軸受20が処理液中の磁性粉末粒子を挟み込むような問題が生じることなく、ドラム10を処理液中に深く浸漬させることが可能になる。その結果、ドラム10の外周面の広い範囲(例えば60%以上)を活用して磁性フロックを吸着し、処理液中から効率よく回収することが可能になる。   More than half of the drum 10 of the magnetic separation device 1000 in the vertical direction is immersed in the processing liquid 90 in the processing liquid tank 40. The gap between the processing liquid tank 40 and the drum 10 is sealed by the sliding seal member 60 described above. Therefore, when the drum 10 is not rotating, the processing liquid does not leak out of the processing liquid tank 40 to the outside. However, since the sliding seal member 60 is formed of a soft material, when the drum 10 is rotated as described above, the processing liquid flows into the space 70s of the bracket 70a (70b) in FIG. Leaks out. However, the processing liquid that has entered the space 70s is discharged to the outside through the drain hole 70c before reaching the bearing 20. Thus, the drum 10 can be deeply immersed in the processing liquid without causing the problem that the bearing 20 of FIG. 7 sandwiches the magnetic powder particles in the processing liquid. As a result, the magnetic floc can be adsorbed by utilizing a wide range (for example, 60% or more) of the outer peripheral surface of the drum 10 and can be efficiently recovered from the processing liquid.

図9に示される例において、処理液90中の磁性フロックは、回転するドラム10の外周面に吸着し、スクレーパ100で掻き取られ、回収措置120によって回収される。磁性フロック中の磁性粉末粒子および微生物は、再利用されて循環する。清水は、ドラム10には吸着されずに流路220の先に流れていく。   In the example shown in FIG. 9, the magnetic flocs in the processing liquid 90 are adsorbed on the outer peripheral surface of the rotating drum 10, scraped off by the scraper 100, and collected by the collecting unit 120. The magnetic powder particles and microorganisms in the magnetic flocks are recycled and circulated. The fresh water flows beyond the flow path 220 without being adsorbed on the drum 10.

複数の磁気分離装置1000は、直列または並列に多段に接続されていてもよい。図9の例では、2段の磁気分離装置1000が直列に接続されている。複数の磁気分離装置1000が直列に接続されている場合、N段目(Nは1以上の整数)の磁気分離装置1000によって大部分の磁性フロックから分離された清水を、N+1段目の磁気分離装置1000の処理液槽40に投入し、更に磁気的な分離を継続させることができる。このような多段階で磁気分離を行うことより、清水の清浄度を向上させ、磁性フロックを確実に回収して無駄なく循環させることが可能になる。   The plurality of magnetic separation devices 1000 may be connected in multiple stages in series or in parallel. In the example of FIG. 9, two-stage magnetic separation devices 1000 are connected in series. When a plurality of magnetic separation devices 1000 are connected in series, fresh water separated from most of the magnetic flocks by the N-th (N is an integer of 1 or more) magnetic separation device is separated into N + 1-th magnetic separation devices. It can be charged into the processing liquid tank 40 of the apparatus 1000 to further continue magnetic separation. By performing the magnetic separation in such multiple stages, the cleanliness of fresh water can be improved, and the magnetic flocs can be reliably collected and circulated without waste.

本開示の磁気分離装置の用途は、磁性粉含有活性汚泥を含む処理液から磁性粉含有活性汚泥を分離する用途に限定されない。磁力によってドラムに吸引され得る磁性物質が液体中に存在している場合において、その液体から磁性物質を分離する用途に本開示の磁気分離装置を広く用いることができる。   The use of the magnetic separation device of the present disclosure is not limited to the use of separating the activated sludge containing magnetic powder from the treatment liquid containing the activated sludge containing magnetic powder. When a magnetic substance that can be attracted to a drum by a magnetic force is present in a liquid, the magnetic separation device of the present disclosure can be widely used for separating the magnetic substance from the liquid.

本発明の実施形態は、活性汚泥懸濁液中に含まれる磁性粉含有活性汚泥の少なくとも一部を磁石で吸引して分離する技術に広く利用され得る。また、切削加工によって生じた鋼・鋳物・磁石などの切粉をクーラントから分離して回収するクーラントセパレータとしても利用可能である。   The embodiment of the present invention can be widely used for a technique for separating at least a part of the activated sludge containing the magnetic powder contained in the activated sludge suspension by a magnet. It can also be used as a coolant separator that separates and collects chips, such as steel, castings and magnets, generated by cutting from the coolant.

10・・・ドラム、10a・・・内周面、10b・・・外周面、10c・・・第1端面、10d・・・第2端面、10s・・・内部空間、20・・・軸受、30・・・磁束発生装置、40・・・処理液槽、40a・・・第1側壁、40b・・・第2側壁、40c・・・開口部、50a・・・第1シール装置、50b・・・第2シール装置、60・・・摺動シール部材、600・・・スクレーパ、1000・・・磁気分離装置   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... drum, 10a ... inner peripheral surface, 10b ... outer peripheral surface, 10c ... 1st end surface, 10d ... 2nd end surface, 10s ... internal space, 20 ... bearing, Reference numeral 30: magnetic flux generator, 40: treatment liquid tank, 40a: first side wall, 40b: second side wall, 40c: opening, 50a: first seal device, 50b ..Second sealing device, 60 sliding seal member, 600 scraper, 1000 magnetic separation device

Claims (12)

内周面、外周面、第1端面および第2端面を有する円柱状のドラムと、
第1方向に延びる回転中心軸の周りに前記ドラムを回転可能に支持する第1および第2軸受と、
前記ドラムの内部空間において前記ドラムの前記内周面に対向する複数の永久磁石を支持する磁束発生装置と、
前記第1方向に直交する第1側壁および第2側壁を有する処理液槽であって、前記ドラムの外周面を受け入れる開口部を有している、処理液槽と、
前記処理液槽の前記第1側壁の外側に設けられた第1シール装置と、
前記処理液槽の前記第2側壁の外側に設けられた第2シール装置と、
を備え、
前記第1および第2シール装置のそれぞれは、
前記ドラムの外周面のうち、前記処理液槽から外側に突出している部分に対して円周方向に半周以上の距離にわたって接触する摺動シール部材を有している、磁気分離装置。
A cylindrical drum having an inner peripheral surface, an outer peripheral surface, a first end surface and a second end surface;
First and second bearings rotatably supporting the drum about a rotation center axis extending in a first direction;
A magnetic flux generator that supports a plurality of permanent magnets facing the inner peripheral surface of the drum in the internal space of the drum,
A processing liquid tank having a first side wall and a second side wall orthogonal to the first direction, the processing liquid tank having an opening for receiving an outer peripheral surface of the drum;
A first sealing device provided outside the first side wall of the processing liquid tank;
A second sealing device provided outside the second side wall of the processing liquid tank;
With
Each of the first and second sealing devices includes:
A magnetic separation device, comprising: a sliding seal member that contacts a portion of the outer peripheral surface of the drum that protrudes outward from the processing liquid tank over a half or more circumference in a circumferential direction.
前記処理液槽は、供給された処理液の液面が前記ドラムの回転中心軸よりも高い位置になるように前記処理液を収容できる内部空間を有している、請求項1に記載の磁気分離装置。   2. The magnetic device according to claim 1, wherein the processing liquid tank has an internal space capable of storing the processing liquid such that a liquid level of the supplied processing liquid is higher than a rotation center axis of the drum. 3. Separation device. 前記開口部は、円形の開口部またはU字状の切り欠きである、請求項1または2に記載の磁気分離装置。   The magnetic separator according to claim 1, wherein the opening is a circular opening or a U-shaped notch. 前記摺動シール部材は、樹脂またはゴムから形成されており、かつ、前記ドラムの外周面を収容する開口部を有している、請求項1から3のいずれかに記載の磁気分離装置。   4. The magnetic separation device according to claim 1, wherein the sliding seal member is formed of resin or rubber, and has an opening that accommodates an outer peripheral surface of the drum. 5. 前記摺動シール部材の前記開口部は、前記磁気分離装置の動作時において前記ドラムの外周面に接触する下側半円部分と、前記ドラムの外周面から少なくとも一部が離れている上側部分とを含む、請求項4に記載の磁気分離装置。   The opening of the sliding seal member has a lower semicircular portion that contacts the outer peripheral surface of the drum during operation of the magnetic separation device, and an upper portion that is at least partially separated from the outer peripheral surface of the drum. The magnetic separation device according to claim 4, comprising: 前記複数の永久磁石は、前記回転中心軸の周りの円周方向に沿って全周の60%以上80%以下の範囲に配列されている、請求項1から5のいずれかに記載の磁気分離装置。   The magnetic separation according to any one of claims 1 to 5, wherein the plurality of permanent magnets are arranged in a range from 60% to 80% of the entire circumference along a circumferential direction around the rotation center axis. apparatus. 前記ドラムの前記第1端面をカバーし、前記処理液槽の前記第1側壁に固定された第1軸受ブラケットと、
前記ドラムの前記第2端面をカバーし、前記処理液槽の前記第2側壁に固定された第2軸受ブラケットと、
を備え、
前記第1および第2軸受ブラケットのそれぞれは、前記ドラムの外周面と前記摺動シール部材との隙間を介して前記処理液槽から流出した液体を通す排水孔を有している、請求項1から6のいずれかに記載の磁気分離装置。
A first bearing bracket covering the first end surface of the drum and fixed to the first side wall of the processing liquid tank;
A second bearing bracket covering the second end surface of the drum and fixed to the second side wall of the processing liquid tank;
With
2. The first and second bearing brackets each have a drain hole through which a liquid flowing out of the processing liquid tank passes through a gap between an outer peripheral surface of the drum and the sliding seal member. 3. 7. The magnetic separation device according to any one of items 1 to 6.
前記ドラムに付着した物質を掻き落とすスクレーパを備える、請求項1から7のいずれかに記載の磁気分離装置。   The magnetic separation device according to any one of claims 1 to 7, further comprising a scraper for scraping off a substance attached to the drum. 前記ドラムを回転させるモータを備える、請求項1から8のいずれかに記載の磁気分離装置。   The magnetic separation device according to any one of claims 1 to 8, further comprising a motor that rotates the drum. 請求項1から9のいずれかに記載の磁気分離装置と、
磁性粉含有活性汚泥を含む処理液を前記処理液槽に供給する装置と、
前記処理液槽内における前記処理液中から前記磁気分離装置によって分離された前記磁性粉含有活性汚泥を回収する装置と、
を備える液体処理システム。
A magnetic separation device according to any one of claims 1 to 9,
An apparatus for supplying a processing liquid containing magnetic powder-containing activated sludge to the processing liquid tank,
An apparatus for collecting the magnetic powder-containing activated sludge separated by the magnetic separation device from the processing liquid in the processing liquid tank,
A liquid processing system comprising:
請求項1から9のいずれかに記載の少なくとも1個の磁気分離装置を用いて行う液体処理方法であって、
磁性粉含有活性汚泥を含む処理液を前記処理液槽に供給する工程と、
前記処理液槽内における前記処理液中から前記磁気分離装置によって分離された前記磁性粉含有活性汚泥を回収する工程と、
を含む、液体処理方法。
A liquid treatment method performed using at least one magnetic separation device according to any one of claims 1 to 9,
Supplying a treatment liquid containing magnetic powder-containing activated sludge to the treatment liquid tank;
Recovering the activated sludge containing the magnetic powder separated by the magnetic separation device from the treatment liquid in the treatment liquid tank,
And a liquid treatment method.
前記処理液を前記処理液槽に供給する工程において、前記処理液の液面が前記ドラムの回転中心軸よりも高い位置になるように前記処理液を前記処理液槽に供給し、
前記磁性粉含有活性汚泥を回収する工程において、前記ドラムの外周面の半分以上が前記処理液に浸かった状態で前記ドラムを回転させる、請求項11に記載の液体処理方法。
In the step of supplying the processing liquid to the processing liquid tank, the processing liquid is supplied to the processing liquid tank such that the liquid level of the processing liquid is higher than the rotation center axis of the drum,
The liquid treatment method according to claim 11, wherein in the step of collecting the activated sludge containing the magnetic powder, the drum is rotated in a state where at least half of the outer peripheral surface of the drum is immersed in the treatment liquid.
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