JP4597862B2 - 超伝導磁気分離による廃水処理システム - Google Patents
超伝導磁気分離による廃水処理システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP4597862B2 JP4597862B2 JP2005513017A JP2005513017A JP4597862B2 JP 4597862 B2 JP4597862 B2 JP 4597862B2 JP 2005513017 A JP2005513017 A JP 2005513017A JP 2005513017 A JP2005513017 A JP 2005513017A JP 4597862 B2 JP4597862 B2 JP 4597862B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- magnetic filter
- separated
- wastewater
- substance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C1/00—Magnetic separation
- B03C1/02—Magnetic separation acting directly on the substance being separated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/48—Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields
- C02F1/488—Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields for separation of magnetic materials, e.g. magnetic flocculation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C1/00—Magnetic separation
- B03C1/02—Magnetic separation acting directly on the substance being separated
- B03C1/035—Open gradient magnetic separators, i.e. separators in which the gap is unobstructed, characterised by the configuration of the gap
- B03C1/0355—Open gradient magnetic separators, i.e. separators in which the gap is unobstructed, characterised by the configuration of the gap using superconductive coils
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/48—Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
- C02F1/281—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using inorganic sorbents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
- C02F1/283—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using coal, charred products, or inorganic mixtures containing them
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
- Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
Description
本発明は、超伝導磁気分離による廃水処理システムに係り、特にソレノイド型の超伝導磁気分離装置を利用して廃水を浄化する廃水処理システムに関する。ここで、本発明の「廃水処理」は、浄水場での高度(すなわち浄化レベルの高い)処理、地下水・河川水・海水等の高度処理なども含む。また、本明細書及び特許請求の範囲における「廃水」なる用語は、各種の工場、実験施設、研究所、学校、家庭などからの廃水又は排水のみならず、地下水、河川水、浄水場・下水場の処理水、海水なども含み、広く「分離すべき物質を含んだ水」という意味で用いられる。
【背景技術】
各種工場からの廃水には、環境保護・資源再利用の観点から、廃水から分離すべき物質(以下「被分離物質」という)が種々含まれている。例えば、再生紙製造工場からの廃水には、古紙等の中に含まれる染料・顔料、接着剤等の有機成分や通常の廃水処理の際に添加される凝集剤など多くの被分離物質が含まれている。これらの物質は、COD(化学的酸素要求量)を上昇させる原因物質であり、環境保護のためにその排出が近年厳しく規制されるようになってきた。また、CODの指標だけでなく、BOD(生物的酸素要求量)やTOC(全有機炭素)などの指標についても、同様に環境保全の観点からそれらの指標を上昇させる原因物質の排出は規制されるべきものである。
従来の廃水処理は、凝集剤を利用した通常の処理の後に、活性汚泥を利用した生物処理を行うものである。すなわち、廃水中に含まれる有機物を様々な種類のバクテリアや生物の集合体(活性汚泥)を用いて分解して排水していた。
なお、本出願に係る発明に関連する先行技術文献としては例えば以下のものがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
従来の活性汚泥による生物処理では、生物の処理速度が遅いことに起因して大規模な設備と広大な設置面積を必要とし、また、活性汚泥を効率的に機能させるための条件管理に高度の熟練を要するという問題があった。
従って、本発明の目的は、活性汚泥による廃水処理に伴う上記問題を解消し、低コスト、省スペース、高効率、高速かつ高度処理を実現する廃水処理システムを提供することである。
また、従来の汎用の超伝導磁気分離装置は、磁気フィルターの洗浄のため、一旦超伝導磁石を停止して磁気フィルターを逆洗するか、又は取り出して洗浄して再装着し、その後再励磁を行っていたので、時間、経済及び操作上非常に効率が悪かった。
よって、本発明の別の目的は、磁気フィルターの洗浄を効率よく行うことができる超伝導磁気分離装置を用いた廃水処理システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
上記の問題点を解決するため、本発明は、被分離物質に磁性を付与して、ソレノイド型の超伝導磁気分離装置により廃水から分離する廃水処理システムにおいて、磁性の与えられた多孔質体、活性炭又は担体を収着剤として用い、被分離物質を収着させることにより被分離物質に磁性を付与するようにした。
また、本発明の廃水処理システムにおいて用いられる超伝導磁気分離装置は、単位磁気フィルターを着脱自在に積層して全長を少なくとも超伝導磁石の長手方向の長さ以上にした積層磁気フィルターを超伝導磁石のボア内に設ける構成とし得る。このような構成において、超伝導磁石の励磁中に積層磁気フィルターの下流側(清浄水側)に単位磁気フィルターを押し込むことにより上流側(汚水側)から単位磁気フィルターを取り出し、洗浄した後に再度下流側に戻すように構成し得る。
加えて、処理槽において廃水中の被分離物質を磁性収着剤に収着させることにより担磁させると共に、この処理槽中にて磁気フィルターを洗浄して磁気フィルターに付着した収着剤を剥離して処理槽中に直接戻すように構成することもできる。このような構成において、収着剤として生物活性炭のような微生物の付着した担体を用いることもできる。このように微生物の付着した担体を用いて生分解を行って廃水を浄化することを「微生物固定化法による廃水処理」ともいう。
また、本発明の廃水処理システムにおいて用いられる超伝導磁気分離装置は、2つの磁気フィルターを交互に切り替えて使用すべく、超伝導磁石のボアを通って長手方向に移動自在でかつ長手方向に連結した1対のチャンバーを備え、各チャンバー内に磁気フィルターが設けられ、一方の磁気フィルターがボア内に位置して磁気分離している間に、もう一方の磁気フィルターをボア外にて逆洗できる構成とすることもできる。
【発明の効果】
被分離物質に磁性を付与するための磁性付与手段と、ソレノイド型の超伝導磁気分離手段とを備え、磁性の付与された被分離物質をソレノイド型超伝導磁石が発生する磁場で捕獲する廃水処理システムにおいて、磁性の与えられた多孔質体、活性炭又は担体を収着剤として用い、被分離物質を収着させることにより被分離物質に磁性を付与する構成とすることで、従来技術と比べて設備コストの大幅削減、省スペース化、簡単な操作性、処理の高速性、高効率性、高度化などが達成された。また、磁性収着剤を回収し再生して再使用することで効率、経済性が高められる。
また、単位磁気フィルターを着脱自在に積層して構成した積層磁気フィルターを超伝導磁石のボア内に設け、この積層磁気フィルターの長さを少なくとも超伝導磁石の長手方向の長さ以上にすることで、超伝導磁石が励磁中でも磁場を落とすことなく、下流側から清浄な単位磁気フィルターを押し込むことにより上流側の単位磁気フィルターを順次取り出して洗浄し、洗浄した後に下流側に戻すことが容易になる。
この原理的な説明を加えるに、本来、積層磁気フィルターの長手方向の中心は、超伝導磁石の長手方向の磁場センターに一致して位置するのが最も安定である。従って、この状態で積層磁気フィルターを長手方向に移動させようとしても磁場センターに強力に引き戻されてしまう。そこで、下流側から単位磁気フィルターを1つ押し込むことにより積層磁気フィルターが下流側に長くなり、その長手方向の中心が下流側にずれるので、より安定な状態になるべく上流側に引き込む力が生ずるのである。その結果、上流側に単位磁気フィルターが押し出されることになり、積層磁気フィルターから取り出すことが容易になる。
さらに、積層磁気フィルターの上流側から取り出した単位磁気フィルターを処理槽中において超音波洗浄装置等で洗浄して磁性収着剤を処理槽側に直接戻す構成とすることで、収着剤を効率良く回収し再生して再利用できる。
加えて、収着剤として生物活性炭のような微生物の付着した磁性担体を用い、槽外に汚泥を取り出さず槽内に担体を閉じ込めることにより、吸着機能と生分解機能とを併用できるので、より高速かつ高度な処理が高効率、低コストで実現できる。さらに、生物活性炭の表面に付着した微生物は、活性炭表面の孔に詰まった有機物をも分解して活性炭の吸着性能を再生してくれるので、活性炭の取り替え頻度が低減される。
また、超伝導磁石のボア内で長手方向に移動自在な連結した1対の磁気フィルターを設け、一方の磁気フィルターがボア内に位置して廃水処理している間に、もう一方の磁気フィルターをボア外にて逆洗できる構成(スイッチバック型)とすることにより、磁気フィルターの切り替えに要する時間ロスなく廃水処理でき、また上流側にて単位磁気フィルターを取り出して洗浄して下流側に組み入れる機構が不要となる。また、スイッチバック型磁気フィルターは、閉鎖的な容器内に磁気フィルターを固定しているので、O−157等の細菌類や環境ホルモン等の毒性物質などを捕獲した場合には、これらを散逸させることなく容器内で必要な処理をした後に取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
以下、図面を参照して本発明を説明する。
図1は、本発明による廃水処理システムの概略図である。
図2は、本発明による廃水処理システムの別の実施態様を示す概略図である。
図3は、本発明による廃液処理システムを用いて行ったCOD上昇の原因物質の除去試験の結果を示す。
図4は、本発明による廃水処理システムで用いられる積層磁気フィルターとその単位磁気フィルターの移送・洗浄装置の概略図である。
図5は、単位磁気フィルターの概略図であり、図5(a)は正面図、図5(b)はB−B′線の断面図である。
図6は、単位磁気フィルターに付着した収着剤を処理槽中において超音波洗浄装置で剥離して槽側に直接戻す構成を示す。
図7は、本発明によるスイッチバック型の超伝導磁気分離装置の概略図である。
図8は、本発明による積層磁気フィルターを用いて行った磁気分離実験の構成説明図であり、13個の磁気フィルターセットを積層して用い(図8(a))、各磁気フィルターセットは、4つの磁気フィルターを積層したものである(図8(b))。
【発明を実施するための最良の形態】
本発明による廃水処理システムは、被分離物質に磁性を付与する磁性付与手段と、磁性の付与された被分離物質をソレノイド型超伝導磁石が発生する磁場で捕獲することにより被分離物質を廃水から分離する超伝導磁気分離手段とを備えている。
ソレノイド型の超伝導磁石内にて軸方向に廃水を流し、廃水中の磁性を帯びた被分離物質のみを超伝導磁石が発生する磁場により磁石ボア内の管壁等に吸着することもできる。このように磁場中に磁性物質を配置しない空芯型のソレノイド磁石を用いる磁気分離装置を「オープンフィルターシステム」とも称する。
本発明が対象とする廃水は、各種工場、例えば製紙工場、食料品工場、半導体工場、化学品工場、染色工場、メッキ工場等からの廃水が想定されるがこれらに限定されるものではなく、日常生活で生じる廃水や学校・研究所等で出る廃水など様々なものが考えられる。例えば、河川水や地下水等も廃水と考えられ、これらの廃水が下水処理場・浄水場に集められて浄化されるのであるから、浄水場における浄化処理も廃水処理に含まれる。
被分離物質としては、廃水から分離すべき種々の物質が対象となる。例えば、製紙工場や古紙製造工場などから出る廃水中に含まれる染料、顔料、接着剤、セルロース、凝集剤など(COD上昇の原因物質)、半導体加工工場から出る廃液中に含まれるSiC、SiO2などの無機物質、アオコなどの生体物質、重油、金属イオンなど様々な非磁性物質が考えられる。ただし、これらは例示であり、被分離物質を限定して解釈すべきでない。例えば、O−157細菌や環境ホルモンなども被分離物質として想定できる。
被分離物質への磁性の付与法(担磁法)は、コロイド化学的担磁法、メカノケミカル的担磁法、電気化学的担磁法などが適宜採用できる。コロイド化学的担磁法としては、例えば酸化鉄のコロイドを被分離物質にオレーションやオキソレーションによって付着させる方法、被分離物質に水酸化鉄を析出や共沈させ酸化する方法などがある。メカノケミカル的担磁法は、鉄片等の磁性物質を被分離物質に機械的に付着させる方法である。
また、予め収着剤をコロイド化学的担磁法、メカノケミカル的担磁法、電気化学的担磁法などにより担磁させておき、この収着剤に被分離物質を収着(すなわち吸着及び吸収)させることで被分離物質に磁性を付与することもできる。収着剤としては、マグネタイト、セラミック多孔質体、ゼオライト多孔質体、活性炭、プラスチック担体などが挙げられる。収着剤を多孔質体とすることで高効率の吸着・吸収が可能となる。
また、本発明の超伝導磁気分離手段は、磁気細線を磁場中に配置して高勾配磁場を発生させる構成とすることもできる(クローズドフィルター方式)。廃液中の磁性を帯びた被分離物質は、この高勾配磁場の作用により磁気細線に吸着する。このように磁場中に磁気細線を設ける構成により高勾配磁場を発生することができるので、被分離物質に作用する磁気力を強化することができ、より効率的な処理が可能となる。
磁性付与手段と磁気分離手段の間に沈殿槽を設けて沈殿した被分離物質を廃水から分離することもでき、それにより分離効率をさらに上げることができる。
また、本発明は、クローズドフィルター方式において、磁気細線等の磁性材料から構成された磁気フィルター(「単位磁気フィルター」)を着脱自在に複数個積層して少なくとも超伝導磁石の長手方向の長さ以上にした積層磁気フィルターを、超伝導磁石のボア内に設けることもできる。このような構成とすることにより、超伝導磁石が励磁中(すなわち磁場を発生中)においても、下流側から清浄な単位磁気フィルターを1つずつ押し込むことによって、被分離物質がより多く捕獲される上流側の磁気フィルターを順に取り出し、洗浄の後に再度下流側に戻すことが容易にできる。この原理的な説明は上述した通りである。このことにより、磁気フィルターの洗浄のために磁気分離処理を中断することなく、連続処理が可能となる。
ところで、従来の超伝導磁気分離では、磁石内で捕獲した被分離物質を除去するために、励磁中の超伝導磁石を一旦減磁して被分離物質を除去した後に再度励磁していたので、非常に効率が悪かった。これは、超伝導磁石の作動中は、磁気フィルターが超伝導電磁石が作る磁場中心に強力に捕捉され、励磁中は磁気フィルターを超伝導電磁石のボア外に取り出すことが困難であったからである。このため、超伝導磁石を一旦停止して、磁気フィルターを取り出して洗浄して元に戻すか、磁石ボア内に置いたまま逆洗を行わざるをえなかった。この欠点は、本発明の上記構成により解消された。
また、本発明の廃水処理システムは、超伝導磁石の励磁中に積層フィルターの下流側から清浄な単位磁気フィルターを押し込んで積層フィルターの上流側の単位磁気フィルターを取り出し、洗浄し、再度下流側に押し込むという一連の操作を行うよう構成された移送・洗浄手段をさらに備えることもできる。洗浄には、空気吸引によりフィルター表面の付着物を吸い込む吸引洗浄法や高圧水等を当てて洗浄する噴射洗浄法や超音波洗浄法やバブル洗浄法など任意の洗浄法を適宜採用でき、これらを組み合わせて用いることもできる。
この移送・洗浄手段は、好ましくは超音波洗浄装置を処理槽中に備え、積層磁気フィルターの上流側から取り出した単位磁気フィルターを処理槽中の洗浄装置に移送し、付着した収着剤を剥離して処理槽側に直接戻す構成とすることもできる。活性炭、セラミック多孔質体、セラミックやプラスチックの担体などの収着剤を処理槽側に直接戻すことで、効率よく収着剤を回収し再生して再利用することができる。
収着剤を処理槽に直接戻す構成において、収着剤として用いる微生物の付着した担体は、活性炭表面に微生物を付けた生物活性炭を採用することもできる。生物活性炭は、被分離物質の吸着機能だけでなく生分解機能をも有するので、処理槽中にて有機物を分解し、磁気分離と相俟って浄化性能を一層向上させ得る。加えて、生物活性炭の生分解機能により、活性炭表面の孔に詰まった有機物が分解され、活性炭が再生されるので、活性炭の取り替え頻度を少なくできる。
また、上記の積層磁気フィルターの代わりに、2つの磁気フィルターを交互に切り替えて使用すべく、連結した一対の磁気フィルターを超伝導磁石のボアを通って長手方向に移動自在とし、一方の磁気フィルターがボア内に位置して廃水処理している間、もう一方の磁気フィルターをボア外にて逆洗できる構成(「スイッチバック型」という)とすることもできる。このような構成とすることで、時間的な無駄なく効率よく廃水処理ができ、また上流側の単位磁気フィルターを取り出して洗浄し下流側に戻す移送・洗浄手段を設ける必要もない。また、スイッチバック型磁気フィルターは、閉鎖的な容器内に磁気フィルターを固定しているので、O−157等の細菌類や環境ホルモン等の毒性物質などを捕獲した場合には、これらを散逸させることなく容器内で必要な処理をした後に取り出すことができるので安全性に優れている。
【実施例】
実施例について図面を参照して説明する。
図1は、本発明による廃水処理システムの一実施例の概念図である。工場等からの廃水1がまず濾過器6で濾過されて磁性付与装置2に送られる。磁性付与装置2では、磁性を帯びた収着剤5を廃水に加えて撹拌することにより磁性収着剤5に染料・顔料や接着剤などの有機成分等(すなわち被分離物質)を収着させて磁性を付与する。なお、磁性付与装置2では、収着剤5を用いる代わりに、直接的に被分離物質をコロイド化学的担磁法やメカノケミカル的担磁法により担磁させることもできる。
次に、磁性の付与された被分離物質を含んだ廃水は、超伝導磁気分離装置3に送られ、ソレノイド型超伝導磁石が作る高磁場強度、高勾配磁場中を通過する。その際、ソレノイド型磁石の磁場中に磁気細線を配置しないオープンフィルターシステムでは、磁性を帯びた被分離物質は磁石ボア内の管壁等に付着する。また、磁場中に磁気細線を設けたクローズドフィルターシステムでは、磁性を帯びた被分離物質は磁気細線に付着する。このようにして分離した被分離物質4のうち、磁性収着剤5は回収し再生して再利用し、残りは廃棄する。一方、分離した水は下水に排水又はリサイクルする。
図2は、本発明による別の実施例を示し、磁性付与装置2と磁気分離装置3との間に沈殿槽7を設けた点が図1の実施例とは異なる。沈殿槽7では、被分離物質を沈殿させることにより水と被分離物質との分離を行う。
図3は、廃水におけるCOD上昇の原因物質の除去試験を本発明の廃水処理システムで行った結果を示す。原廃液中のCOD成分は約150mg/lであり、前段の濾過器による一次分離(図1の6に相当)後には約70mg/lになり、担磁後の沈殿槽による二次分離後(図2の7の後)には約40mg/lになり、磁気分離後(図2の3の後)には約20mg/lとなっており、本発明による廃水処理システムの良好な除去性能を示している。
図4は、本発明の廃水処理システムで用いられる積層磁気フィルター31と、その積層磁気フィルター31を構成する単位磁気フィルター32の洗浄の様子を示す。積層磁気フィルター31は、複数の単位磁気フィルター32を着脱自在に積層して構成し、その全長は少なくとも超伝導磁石30の長手方向の長さ以上にする。後に詳細に説明するように、積層磁気フィルター31は、廃水の流入側(上流側)ほど被分離物質を多く捕獲するので、下流側に単位磁気フィルター32を押し込むことによって上流側の単位磁気フィルター32を順次取り出して洗浄し、下流側に戻してやる。上流側にて単位磁気フィルター32を取り出す際には、例えば磁石の長手方向に垂直な方向に押し上げる。洗浄は、バブル洗浄や超音波洗浄や噴射洗浄や吸引洗浄など適宜使用でき、またこれらを適宜組合せて洗浄することもできる。
また、積層磁気フィルター31の全長を超伝導磁石30の長手方向の長さよりも長くすることで、超伝導磁石30が励磁中でも、下流側から清浄な単位磁気フィルター32を押し込むことにより上流側の単位磁気フィルター32を順次取り出して洗浄し、洗浄した後に下流側に戻すことが容易になる。これは、積層磁気フィルターの長手方向の中心が、超伝導磁石の長手方向の磁場センターに一致して位置するのが最も安定であるという性質を利用したものである。すなわち、下流側から単位磁気フィルターを1つ押し込むことにより積層磁気フィルターが下流側に長くなり、その長手方向の中心が下流側にずれるので、より安定な状態になろうとして上流側に引き込まれるのである。その結果、上流側に単位磁気フィルターが押し出されることになり、積層磁気フィルターから取り出すことが容易になる。
図5は、積層磁気フィルター31を構成する単位磁気フィルター32の一例である。磁性材からなる金網34をフィルターケース50に張り、必要に応じてサポート35で支持した構成をなす。金網34のメッシュ粗さ、フィルターの径、厚さなどは処理対象、処理能力などを考慮して適宜選択し得る。金網は張り替え可能な構造とすることもでき、また重ね張りすることもできる。
また、金網34のような磁性材は、磁場中では磁力線の方向に沿って配置させようとする磁気力が働くので、単独の単位磁気フィルターをソレノイド磁石のボア中に配置すると、軸方向に横倒しにする力が作用する。そのため、連続的に積層した単位磁気フィルター32間に隙間があると、単位磁気フィルターを横倒しにする力が作用し、密接な積層が妨げられる危険性がある。このことを防止するためには、フィルターケース50を磁性体にするか、又は磁性体の棒を軸方向に適所に適当量だけフィルターケース50に取り付けて軸方向の安定性を増すとよい。
図6は、本発明による積層磁気フィルター31を用いた廃水処理システムにおいて、処理槽51中において活性炭や多孔質体などの収着剤37を超音波洗浄装置36により単位磁気フィルター32から剥離して槽中に直接戻す構成(「収着剤保持型磁気フィルターシステム」という)を示す。収着剤37を処理槽51側に直接戻すことにより、例えば処理槽51の底部に溜まった収着剤37を回収し、再生させて再利用することが容易になる。
この構成において、収着剤として生物活性炭を用いると、活性炭のもつ吸着機能と、活性炭粒子表面に形成した微生物膜による生分解機能の両方を利用して水の浄化を行うことができるので、少量の活性炭で効率的に有機物を除去できる。活性炭表面の孔に詰まった有機物も生分解されて活性炭が再生されるので、活性炭の交換頻度が低減される(例えば3年に1回程度)。このように、本発明による積層磁気フィルターを用いた磁気分離と生物活性炭による生分解を組み合わせた処理法を「磁気分離型生物活性炭処理法」ともいう。
一方、通常の生物活性炭処理法では、生物処理槽中の活性炭の流出を防ぐために処理速度(流速)をあまり大きくできない。これに対して、本発明による磁気分離型生物活性炭処理法では、生物処理槽からの浄水の出口に磁気分離装置を設けることにより、ほぼ10〜20cm/秒の流速の処理能力が実現できる。処理槽の大きさは、水の処理槽内での滞留時間が10分程度となるような大きさとする。よって、本発明による磁気分離型生物活性炭処理法は、通常の生物活性炭処理法に比べて大幅な処理速度の向上、装置サイズの小型化(例えば従来装置に比べ数十分の一程度)及び低価格化が実現できる。
図7は、本発明によるスイッチバック型の磁気分離装置を示す。非磁性又は弱磁性の管状容器39が仕切板43により中央で仕切られ、2つのチャンバー44、45を形成している。各チャンバー44、45では、分離壁42により往路部40と復路部41とが形成される。往路部40にはそれぞれ磁気フィルター38が設けられる。磁気フィルター38の構造は、単位磁気フィルターを積層した積層型の磁気フィルターや一体構成型の磁気フィルターなどが適宜採用できる。管状容器39全体は、適当な駆動手段(図示せず)により超伝導磁石30のボア中を矢印Aで示す長手方向に移動させることができる。各チャンバー44、45は、原廃水の流入口と処理済み廃水の流出口とを備え、流入口から入った廃水は、往路部40に配置された磁気フィルター38により濾過され、復路部41を通って流出口から出る。適当なバルブ(図示せず)操作により、一方のチャンバーへの原廃水の流入を止め、もう一方のチャンバーに流入させることができる。また、チャンバーを磁場外に出した後に、適当なバルブ(図示せず)操作により、流出口から洗浄水を入れ、復路部41を介して往路部40の磁気フィルター38を逆洗し、洗浄後の汚泥水を流入口から排出することもできる。磁気フィルター38の近くには、洗浄能力を高めるバブリングエアーの供給管が設けられている。
スイッチバック型の磁気分離装置では、使用中の磁気フィルターを洗浄する必要が生じたら、駆動手段により磁気フィルターを収容した容器39ごと移動させ、超伝導磁石30から引き出し、もう一方の磁気フィルターを超伝導磁石のボア中に設置して濾過を行う。その間に、使用した方の磁気フィルターの逆洗を行う。このように、2つの磁気フィルターを交互に切り替えて使用することができ、一方の磁気フィルターを用いて濾過を行っている間に、他方の磁気フィルターの洗浄を行うことができるので効率的である。また、磁気フィルター自体は閉鎖的な容器内に設けられているので、O−157等の細菌類や環境ホルモン等の毒性のある物質などをフィルターで捕獲した場合には、必要な処理を行ってから取り出すことができる。
図8は、本発明による積層磁気フィルターを用いて行った磁気分離実験の構成を示す。図8(a)に示すように、13個の磁気フィルターセット46(流入側から順に(1),(2),・・・,(13)で示す)を積層して積層磁気フィルター31を構成している。各々の磁気フィルターセット46は、図8(b)に示すように、4枚の磁気フィルター47から構成され、各磁気フィルター47の間には幅1cmのスペーサ48が設けられている。
(実験1)
超伝導磁石30により3Tの磁場を発生させ、上流側からマグネタイト(イセタイト)50g混入した水10リットル(すなわち5重量%の濃度)を流速800トン/日(8cm/秒)にて流して濾過した。濾過した後に、磁場を落として磁気フィルターカセットをそっと取り出してカセットに付着したマグネタイトの量を測定した。結果を表1に示す。表1から分かるように、上流側の磁気フィルターカセットほど多くのマグネタイトを捕獲しており、カセット(1)と(2)でほぼ7割のマグネタイトを回収できた。
(実験2)
実験1と同様に、超伝導磁石により3Tの磁場を発生させ、マグネタイト含有水を流して濾過した。濾過後に、磁場を落とさずに下流側からカセットを1つずつ計7個入れ、上流側のカセット(1)〜(7)を取り出し、マグネタイトの量を測定した。結果を表2に示す。表2から分かるように、カセット(1)〜(7)でのマグネタイトの捕獲量は、実験1とほぼ同じであり、上流側のカセット(1)と(2)でほぼ7割のマグネタイトが回収できた。この結果から、超伝導磁石の励磁中でも、磁性カセットに吸着したマグネタイトが離れて超伝導磁石の方に付着することなく良好に取り出せることが確認できた。
Claims (4)
- 廃水中に含まれる被分離物質に磁性を付与する磁性付与手段と、磁性の付与された被分離物質をソレノイド型超伝導磁石が発生する磁場で捕獲することにより被分離物質を廃水から分離する超伝導磁気分離手段とを備え、前記超伝導磁気分離手段が、単位磁気フィルターを着脱自在に積層して構成した積層磁気フィルターを超伝導磁石のボア内に備え、この積層磁気フィルターの長さが少なくとも超伝導磁石の長手方向の長さ以上ある廃水処理システムにおいて、
超伝導磁石の励磁中に前記積層磁気フィルターの下流側(清浄水側)に単位磁気フィルターを押し込むことにより上流側(汚水側)から単位磁気フィルターを取り出し、洗浄した後に再度下流側に戻すよう構成された移送・洗浄手段をさらに備える廃水処理システム。 - 前記磁性付与手段が、処理槽において廃水中の被分離物質を磁性の与えられた収着剤に収着させることにより被分離物質に磁性を付与し、
前記処理槽中で前記磁気フィルターの前記洗浄を行って磁気フィルターに付着した収着剤を剥離して該処理槽中に直接戻すことを特徴とする請求項1に記載の廃水処理システム。 - 前記収着剤が微生物の付着した担体であることを特徴とする微生物固定化法による請求項2に記載の廃水処理システム。
- 廃水中に含まれる被分離物質に磁性を付与する磁性付与手段と、磁性の付与された被分離物質をソレノイド型超伝導磁石が発生する磁場で捕獲することにより被分離物質を廃水から分離する超伝導磁気分離手段とを備えた廃水処理システムにおいて、
前記超伝導磁気分離手段が、超伝導磁石のボアを通って長手方向に移動自在でかつ長手方向に連結した1対のチャンバーを備え、各チャンバー内に磁気フィルターが設けられ、長手方向に前記1対のチャンバーを移動させることにより磁気フィルターを交互に切り替えて使用でき、一方の磁気フィルターがボア内に位置して廃水処理している間に、もう一方の磁気フィルターをボア外にて逆洗できることを特徴とする廃水処理システム。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003288440 | 2003-08-07 | ||
JP2003288440 | 2003-08-07 | ||
PCT/JP2004/011586 WO2005014486A1 (ja) | 2003-08-07 | 2004-08-05 | 超伝導磁気分離による廃水処理システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2005014486A1 JPWO2005014486A1 (ja) | 2006-11-09 |
JP4597862B2 true JP4597862B2 (ja) | 2010-12-15 |
Family
ID=34131511
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005513017A Expired - Fee Related JP4597862B2 (ja) | 2003-08-07 | 2004-08-05 | 超伝導磁気分離による廃水処理システム |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7473356B2 (ja) |
EP (1) | EP1683764A4 (ja) |
JP (1) | JP4597862B2 (ja) |
KR (1) | KR101125288B1 (ja) |
CN (1) | CN100344548C (ja) |
AU (1) | AU2004263451A1 (ja) |
WO (1) | WO2005014486A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6231240B1 (ja) * | 2017-05-22 | 2017-11-15 | 鹿島建設株式会社 | 磁気分離装置及び磁気分離方法 |
Families Citing this family (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2264899B1 (es) | 2005-07-12 | 2008-01-01 | Centro De Investigacion De Rotacion Y Torque Aplicada, S.L. | Filtro para capturar emisiones contaminantes. |
JP5129155B2 (ja) * | 2006-12-12 | 2013-01-23 | 住重プラントエンジニアリング株式会社 | 磁気分離装置 |
US8871096B2 (en) | 2007-09-10 | 2014-10-28 | Res Usa, Llc | Magnetic separation combined with dynamic settling for fischer-tropsch processes |
TW200914113A (en) * | 2007-09-20 | 2009-04-01 | Univ Southern Taiwan | Magnetic plastic film filtering device and method thereof |
JP5172817B2 (ja) * | 2009-12-14 | 2013-03-27 | 株式会社神戸製鋼所 | 水の物理処理用磁場発生装置 |
JP4991892B2 (ja) * | 2010-03-12 | 2012-08-01 | 株式会社東芝 | 水処理システム |
CN102115233B (zh) * | 2011-03-07 | 2012-07-25 | 江苏旌凯中科超导高技术有限公司 | 超导磁体污水絮凝净化装置 |
CN102153173B (zh) * | 2011-05-11 | 2012-09-05 | 中山市泰帝科技有限公司 | 一种电磁脉冲辅助脉冲电絮凝处理餐饮废水的装置及方法 |
CN102489104B (zh) * | 2011-12-30 | 2013-09-11 | 魏伯卿 | 环磁叠加多级隧道顺磁梯度分离提浓装置 |
CN103240173B (zh) * | 2012-02-08 | 2015-11-18 | 香港科技大学 | 磁力分离器及具有该磁力分离器的水处理系统 |
KR101188658B1 (ko) | 2012-04-30 | 2012-10-09 | 청해이엔브이 주식회사 | 고주파 전자장을 이용한 오폐수 정화장치 및 그 정화방법 |
CN103121770B (zh) * | 2013-01-17 | 2014-08-13 | 北京科技大学 | 一种利用超导hgms技术处理废弃物的分离提纯装置 |
WO2015023573A2 (en) * | 2013-08-13 | 2015-02-19 | Mcalister Technologies, Llc | Device for treating chemical compositions and methods for use thereof |
CN105992808B (zh) | 2013-09-30 | 2018-10-19 | 综合E&P丹麦股份有限公司 | 磁性纳米粒子用于耗尽油中的芳族化合物的用途 |
CN105765027A (zh) | 2013-09-30 | 2016-07-13 | 马士基橄榄和气体公司 | 利用使用磁性粒子耗尽离子的水来提高油回收的方法和系统 |
WO2015044446A1 (en) | 2013-09-30 | 2015-04-02 | Mærsk Olie Og Gas A/S | Method and system for the recovery of oil, using water that has been treated using magnetic particles |
WO2015044444A1 (en) | 2013-09-30 | 2015-04-02 | Mærsk Olie Og Gas A/S | Water treatment suited for oil production wells |
CN103641215B (zh) * | 2013-12-10 | 2015-09-23 | 北京科技大学 | 超导HGMS-负载Fe吸附耦合工艺处理重金属废水的方法 |
CN103641216B (zh) * | 2013-12-10 | 2015-11-25 | 北京科技大学 | 超导hgms-nzvi耦合工艺处理重金属废水的方法 |
CN103693726B (zh) * | 2013-12-10 | 2015-11-25 | 北京科技大学 | 超导hgms-活性炭耦合工艺处理重金属废水的方法 |
CN104478154B (zh) * | 2014-11-28 | 2016-05-04 | 中国科学院理化技术研究所 | 车载式超导磁分离油田采出水处理系统 |
CN104609520B (zh) * | 2015-01-27 | 2016-09-28 | 中国科学院理化技术研究所 | 一种自动化连续运行超导磁分离污水分离器 |
CN106277235B (zh) * | 2016-10-07 | 2019-12-06 | 玉灵华科技有限公司 | 一种磁分离机构及金属离子分离方法 |
CN106277173A (zh) * | 2016-10-13 | 2017-01-04 | 东华理工大学 | 一种羟基铁结合超导磁分离用于水中磷资源化的方法 |
CN106517470B (zh) * | 2016-12-26 | 2023-09-22 | 兰州交通大学 | 一种用于水处理的水力双悬浮层流化床 |
CN108467094A (zh) * | 2018-05-08 | 2018-08-31 | 中科京投环境科技江苏有限公司 | 一种可连续运行的超导磁分离污水处理系统 |
CN110665640A (zh) * | 2019-10-15 | 2020-01-10 | 江苏旌凯中科超导高技术有限公司 | 超细粒钛铁矿物料预富集及精选工艺 |
CN111196649A (zh) * | 2020-01-20 | 2020-05-26 | 浙江固雅环境装备有限公司 | 一种多层过滤器 |
CN111298730B (zh) * | 2020-03-02 | 2021-09-24 | 江苏科技大学 | 一种磁性生物微胶囊、制备方法及其应用 |
CN113181872A (zh) * | 2021-05-21 | 2021-07-30 | 大连交通大学 | 磁性纳米复合材料及其制备方法及废水处理方法 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS537966A (en) * | 1976-07-08 | 1978-01-24 | Mitsubishi Steel Mfg | Treating method of water containing magnetic particles |
JPS6058216A (ja) * | 1983-09-07 | 1985-04-04 | Mitsubishi Electric Corp | 磁気フイルタ装置 |
JPH07108292A (ja) * | 1993-10-15 | 1995-04-25 | Fuji Clean Kogyo Kk | 流動床担体とその沈澱促進方法並びに担体回収方法 |
JPH10211428A (ja) * | 1997-01-29 | 1998-08-11 | Aramitsuku:Kk | 吸着セラミック |
JP2000117142A (ja) * | 1998-10-19 | 2000-04-25 | Toshiba Corp | 超電導磁気分離システム |
JP2001300507A (ja) * | 2000-04-21 | 2001-10-30 | Taisei Corp | 土壌等中の有害化学物質の回収方法 |
JP2002028406A (ja) * | 2000-07-19 | 2002-01-29 | Nippon Steel Corp | 複数の浄水ユニットからなる浄水装置及びその運転方法並びに浄水ユニット |
JP2003001243A (ja) * | 2001-06-04 | 2003-01-07 | Japan Science & Technology Corp | 環境ホルモン除去処理システム |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4054513A (en) * | 1973-07-10 | 1977-10-18 | English Clays Lovering Pochin & Company Limited | Magnetic separation, method and apparatus |
DE19637711C2 (de) * | 1995-09-19 | 2003-05-28 | Hitachi Ltd | Magnetabscheidervorrichtung sowie Vorrichtung zur Reinigung von Flüssigkeiten |
JPH1177059A (ja) * | 1997-08-29 | 1999-03-23 | Toshiba Corp | 下水処理システム |
JP2000000573A (ja) * | 1998-06-15 | 2000-01-07 | Mitsubishi Electric Corp | 浄化装置 |
-
2004
- 2004-08-05 JP JP2005513017A patent/JP4597862B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2004-08-05 KR KR1020057001383A patent/KR101125288B1/ko active IP Right Grant
- 2004-08-05 EP EP04771561A patent/EP1683764A4/en not_active Withdrawn
- 2004-08-05 AU AU2004263451A patent/AU2004263451A1/en not_active Abandoned
- 2004-08-05 US US10/523,245 patent/US7473356B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2004-08-05 WO PCT/JP2004/011586 patent/WO2005014486A1/ja active Application Filing
- 2004-08-05 CN CNB2004800005391A patent/CN100344548C/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS537966A (en) * | 1976-07-08 | 1978-01-24 | Mitsubishi Steel Mfg | Treating method of water containing magnetic particles |
JPS6058216A (ja) * | 1983-09-07 | 1985-04-04 | Mitsubishi Electric Corp | 磁気フイルタ装置 |
JPH07108292A (ja) * | 1993-10-15 | 1995-04-25 | Fuji Clean Kogyo Kk | 流動床担体とその沈澱促進方法並びに担体回収方法 |
JPH10211428A (ja) * | 1997-01-29 | 1998-08-11 | Aramitsuku:Kk | 吸着セラミック |
JP2000117142A (ja) * | 1998-10-19 | 2000-04-25 | Toshiba Corp | 超電導磁気分離システム |
JP2001300507A (ja) * | 2000-04-21 | 2001-10-30 | Taisei Corp | 土壌等中の有害化学物質の回収方法 |
JP2002028406A (ja) * | 2000-07-19 | 2002-01-29 | Nippon Steel Corp | 複数の浄水ユニットからなる浄水装置及びその運転方法並びに浄水ユニット |
JP2003001243A (ja) * | 2001-06-04 | 2003-01-07 | Japan Science & Technology Corp | 環境ホルモン除去処理システム |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6231240B1 (ja) * | 2017-05-22 | 2017-11-15 | 鹿島建設株式会社 | 磁気分離装置及び磁気分離方法 |
JP2018192456A (ja) * | 2017-05-22 | 2018-12-06 | 鹿島建設株式会社 | 磁気分離装置及び磁気分離方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR101125288B1 (ko) | 2012-03-26 |
US20060037914A1 (en) | 2006-02-23 |
CN100344548C (zh) | 2007-10-24 |
JPWO2005014486A1 (ja) | 2006-11-09 |
CN1697784A (zh) | 2005-11-16 |
EP1683764A1 (en) | 2006-07-26 |
US7473356B2 (en) | 2009-01-06 |
AU2004263451A1 (en) | 2005-02-17 |
EP1683764A4 (en) | 2010-02-17 |
WO2005014486A1 (ja) | 2005-02-17 |
KR20060024312A (ko) | 2006-03-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4597862B2 (ja) | 超伝導磁気分離による廃水処理システム | |
Ahammed et al. | Performance evaluation of biosand filter modified with iron oxide-coated sand for household treatment of drinking water | |
JP5160737B2 (ja) | 磁性活性炭を用いた磁気分離廃水処理システム | |
Thomas et al. | Fouling characteristics of membrane filtration in membrane bioreactors | |
KR100611171B1 (ko) | 여과막을 이용한 고도정수처리장치 | |
CN102020390A (zh) | 磁电纳滤污水净化系统和净化工艺 | |
CN210367354U (zh) | 一种水体多层级复合净化装置 | |
KR100711259B1 (ko) | 정화처리 장치 | |
CN103359826B (zh) | 一种曝气生物滤池 | |
CN107417029B (zh) | 一种用于处理地下水污染的系统 | |
KR200383096Y1 (ko) | 여과막을 이용한 고도정수처리장치 | |
JPH11207392A (ja) | 水の浄化処理装置 | |
CN201545759U (zh) | 磁电纳滤污水净化系统 | |
JPH11207391A (ja) | 水の浄化処理装置 | |
KR0137036Y1 (ko) | 역삼투압 정수기 | |
JP2001149761A (ja) | 固液分離処理方法及び固液分離装置 | |
JP3831055B2 (ja) | 公共水道設備 | |
CN204643989U (zh) | 应用钛金属膜过滤器的一级a标水质处理系统 | |
CN215975452U (zh) | 一种采用膜结构的废水处理装置 | |
CN213388070U (zh) | 一种ro反渗透纯水机 | |
JP5266436B2 (ja) | 有機排水処理方法及びその装置 | |
JPH0655046A (ja) | 膜分離装置 | |
KR100330040B1 (ko) | 액체 방사물 여과장치 및 그 방법 | |
CN110255806A (zh) | 一种铁氧体动态膜处理重金属的污水装置 | |
CN116143308A (zh) | 一种基于反渗透膜的废水处理工艺 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20060711 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070228 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091118 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100115 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20100115 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100304 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100506 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100824 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100922 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4597862 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131001 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |