JP5920722B2 - 磁性体再利用装置 - Google Patents

Description

本発明は、磁性体再利用装置に関する。

排水などの被処理水を浄化する浄水システムには、被処理水に凝集剤と磁性粉を添加して磁性フロックを生成し、この磁性フロックを磁力で吸着して回収する凝集磁気分離装置が備わるものがある。そして、凝集磁気分離装置で回収された磁性フロックは廃棄物として廃棄されるが、このとき磁性粉も廃棄される。
磁性粉は再利用可能な資源であり、回収して再利用されることが好ましい。

例えば特許文献１には、「１０ＭＰａ以上にスラリ加圧ポンプ３１で加圧された汚泥は、反応管３４内に吐出され、電源３６により加熱されたヒータ３５及び処理後の汚泥から熱回収を行う余熱熱交換器３７により約３５０℃未満に加熱されて亜臨界状態となり、磁性粉分離機３８へ導かれる。」と記載されている（段落００１３参照）。

特開平１１−１２３３９９号公報

特許文献１に開示される汚泥浄化装置に備わる磁性粉分離機（磁性体回収装置）は、被処理水（洗浄水）に含まれる磁性フロックから磁性粉を回収可能に構成されている。しかしながら、特許文献１に開示される磁性粉分離機は、加圧、加熱された被処理水に含まれる磁性フロックから磁性粉を回収する構成である。したがって、磁性粉の回収には、被処理水を加圧、加熱するためのエネルギが必要になる。また、高温高圧になるほど効果的にフロックと磁性粉を分離させることができるため、磁性粉の回収量を向上させるためには、被処理水の加圧、加熱に要するエネルギ量が増える。

また、被処理水を加圧、加熱することによって、フロックに磁性粉を凝集させる凝集剤の凝集性能が低下する。つまり、磁性フロックに含まれる磁性粉に付着している凝集剤の凝集性能が磁性フロックの加熱によって低下するため、回収した磁性粉を再利用する場合には、新たな凝集剤が必要になる。

そこで、本発明は、磁性フロックが含まれる被処理水を加圧、加熱することなく、磁性フロックから磁性粉を分離回収できる磁性体回収装置を備える磁性体再利用装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、処理すべき被処理水に磁性粉と凝集剤が添加されて生成された磁性フロックが被処理水とともに流通する流路を備える２つの磁性体流通部、および、磁力を発生する磁力発生部、を有し、流路に強磁性体の素材からなる金網が配設される磁性体回収装置を有する磁性体再利用装置とする。
そして、磁力発生部は、隣接する２つの磁性体流通部の一方と他方の間を往復動可能に備わり、磁性体回収装置は、磁力発生部が移動した側の磁性体流通部の流路を被処理水とともに流通する磁性フロックの少なくとも一部を、磁力発生部が発生する磁力で吸引して流路の管壁に吸着させるとともに、移動した側の磁性体流通部の流路に配設される金網を磁化して磁性フロックの少なくとも一部を金網に吸着させ、さらに、流路を流通する洗浄水で、流路の管壁または金網に吸着している磁性フロックにせん断力を作用させて磁性粉を磁性フロックから分離するという特徴を有する。

本発明によると、磁性フロックが含まれる被処理水を加圧、加熱することなく、磁性フロックから磁性粉を分離回収できる磁性体回収装置を備える磁性体再利用装置を提供することができる。

本実施例の磁性体回収装置が備わる浄水システムを示す図である。 磁性体回収装置の構成を示す斜視図であり、（ａ）は磁力発生部が一方の磁性体流通部の側に移動した状態を示す図、（ｂ）は磁力発生部が他方の磁性体流通部の側に移動した状態を示す図である。 磁力発生部の構造を示す図であり、（ａ）は磁力発生部の構成を示す斜視図、（ｂ）は磁性体流通部の流路と磁力発生部の位置関係を示す図である。 流路に配設される金網を示す図である。 磁性体回収装置で磁性粉を回収する工程を説明する図であり、（ａ）は第１の状態、（ｂ）は第２の状態を示す図である。 磁性体回収装置で磁性粉を回収する工程を説明する図であり、（ａ）は第３の状態、（ｂ）は第４の状態を示す図である。

以下、本発明の実施例について、適宜図を参照して詳細に説明する。

図１は、本実施例の磁性体回収装置が備わる浄水システムを示す図である。図１に示すように、本実施例の浄水システムＳ１は、原水タンク１に蓄えられている排水などの処理すべき被処理水を原水ポンプ２で急速攪拌槽６に送水する。被処理水が送水された急速攪拌槽６には、凝集剤タンク３に蓄えられている凝集剤が凝集剤注入ポンプ２３によって注入され、凝集剤が注入された被処理水が攪拌装置６ａによって攪拌される。凝集剤として、ＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）、硫酸第二鉄、塩化第二鉄、硫酸アルミニウム等が使用される。被処理水に含まれる、表面が負に帯電した浮遊物質、油等のエマルジョンなどの被除去物は、注入される凝集剤によって表面の電荷が中和されて凝集される。

なお、急速攪拌槽６の攪拌装置６ａで被処理水を急速攪拌することによって、浮遊物質やエマルジョンの相互の衝突頻度を高めることができ、凝集を促進できる。そして、マイクロフロックと呼ばれる微小なフロックが急速攪拌槽６に多数形成される。

急速攪拌槽６での急速攪拌によって生じるフロックを含む被処理水は、緩速攪拌槽７に送水される。緩速攪拌槽７には、磁性粉タンク４に蓄えられている、マグネタイト粒子等の磁性粉が磁性粉注入ポンプ２４によって注入され、高分子凝集剤タンク５に蓄えられている高分子凝集剤が、高分子凝集剤注入ポンプ２５によって注入される。
緩速攪拌槽７では、攪拌装置７ａによって被処理水がゆっくりと攪拌され、磁性粉を含んだ状態での凝集が促進されて磁性フロックが生成される。
なお、緩速攪拌槽７が２段の槽で構成され、それぞれの槽で被処理水が攪拌装置７ａで攪拌されることによって磁性フロックを効果的に成長させることができる。

緩速攪拌槽７に高分子凝集剤タンク５から注入される高分子凝集剤は、アニオン系が望ましく、例えば、ポリアクリルアミドが好適である。高分子凝集剤としてポリアクリルアミドが使用される場合、ポリアクリルアミドは粉末の状態で保管され、図示しないフィーダで必要量が高分子凝集剤タンク５に注入されて、高分子凝集剤タンク５に備わる攪拌装置５ａで攪拌される構成とすればよい。

緩速攪拌槽７での攪拌によって生じる磁性フロックを含んだ被処理水は、磁気分離部８に送水される。磁気分離部８は、例えば、ネオジム磁石等の永久磁石で磁力を発生する磁気ドラム８ａと、磁気ドラム８ａの周囲に吸着されている磁性フロックを剥がすスクレーパ８ｂと、緩速攪拌槽７から送水される被処理水を溜める貯水槽８ｃと、を含んで構成される。
磁気ドラム８ａは、例えば、円筒状に形成されて円形の両端部の中心を結ぶ軸線を回転中心として回転し、両端部の間に形成される側面の一部が貯水槽８ｃに溜まる被処理水に浸るように構成される。
さらに、磁気ドラム８ａは、側面に磁力が発生するように構成され、貯水槽８ｃで被処理水に浸る側面に磁性フロックが吸着するように構成される。また、スクレーパ８ｂは、例えば、ブレード状の部材が磁気ドラム８ａの側面に摺接するように構成される。そして、磁気ドラム８ａの側面に吸着した磁性フロックは磁気ドラム８ａの回転によって被処理水から引き上げられ、スクレーパ８ｂによって側面から剥がされる。磁気ドラム８ａの側面から剥がされた磁性フロックは、被処理水とともに磁性フロック収集管８ｄを介して磁性体再利用装置５０に送られる。
一方、磁気分離部８の貯水槽８ｃで磁性フロックが取り除かれた被処理水は、最終生成物である浄水として浄水タンク１０に流入して蓄えられる。

磁性体再利用装置５０は、磁性体回収装置９と、磁性フロックポンプ２６（第１ポンプ）と、浄水ポンプ２７（第２ポンプ）と、入口切替弁３０と、出口切替弁３１と、を含んで構成される。
磁性体回収装置９は、磁性フロックを含む被処理水および浄水タンク１０から送水される浄水が流通する流路９ａが配管され、磁力発生部５１が発生する磁力を利用して流路９ａを被処理水とともに流通する磁性フロックから磁性粉を分離回収するように構成される。磁性体回収装置９の詳細は後記する。

磁性フロックポンプ２６は、磁気分離部８の磁気ドラム８ａからスクレーパ８ｂで剥がされて磁性フロック収集管８ｄで収集される、磁性フロックを含む被処理水を、入口切替弁３０を介して磁性体回収装置９の流路９ａに送水するポンプ（第１ポンプ）である。また、浄水ポンプ２７は、浄水タンク１０に蓄えられている浄水を、入口切替弁３０を介して磁性体回収装置９の流路９ａに洗浄水として送水するポンプ（第２ポンプ）である。

また、入口切替弁３０は磁性体回収装置９の流路９ａの入口部９２ａに備わり、出口切替弁３１は流路９ａの出口部９２ｂに備わっている。
入口切替弁３０は、例えば、モータＭなどのアクチュエータで駆動する電磁弁であり、磁性フロックポンプ２６（第１ポンプ）が流路９ａの入口部９２ａに接続される第１切替状態（取込状態）と、浄水ポンプ２７（第２ポンプ）が流路９ａの入口部９２ａに接続される第２切替状態（洗浄状態）と、のいずれか一方に選択的に切り替わるように構成される。入口切替弁３０が取込状態に切り替わると磁性フロック収集管８ｄから磁性体回収装置９に磁性フロックを含んだ被処理水が流入し、入口切替弁３０が洗浄状態に切り替わると、浄水タンク１０から磁性体回収装置９に浄水（洗浄水）が流入するように構成される。

出口切替弁３１は、例えば、モータＭなどのアクチュエータで駆動する電磁弁であり、磁性体回収タンク１３が流路９ａの出口部９２ｂに接続される切替状態（回収状態）と、汚泥タンク１１が流路９ａの出口部９２ｂに接続される切替状態（廃棄状態）と、のいずれか一方に選択的に切り替わるように構成される。出口切替弁３１が回収状態に切り替わると磁性体回収装置９で磁性フロックから分離された磁性粉が磁性体回収タンク１３に流入して蓄えられ、出口切替弁３１が廃棄状態に切り替わると磁性体回収装置９を洗浄した洗浄液等が汚泥タンク１１に流入して蓄えられるように構成される。

また、浄水システムＳ１には、磁性体回収タンク１３に蓄えられる磁性粉を急速攪拌槽６に返送する回収磁性体返送ライン１２が備わる。回収磁性体返送ライン１２には回収磁性体ポンプ２９が配設され、磁性体回収タンク１３に蓄えられている磁性粉は回収磁性体ポンプ２９によって回収磁性体返送ライン１２に送り込まれ、回収磁性体返送ライン１２を流通して急速攪拌槽６に供給される。

図２は磁性体回収装置の構成を示す斜視図であり、（ａ）は磁力発生部が一方の磁性体流通部の側に移動した状態を示す図、（ｂ）は磁力発生部が他方の磁性体流通部の側に移動した状態を示す図である。
図２の（ａ），（ｂ）に示すように、磁性体回収装置９は、一方の平面９０Ｓに溝状の流路９ａが形成される２枚のプレート９０ａ，９０ｂが平行に対峙して配置される磁性体流通部９０と、平行に対峙する２枚のプレート９０ａ，９０ｂの間に、プレート９０ａ，９０ｂの平面９０Ｓと平行に配置される平板状の磁力発生部５１と、を含んで構成される。磁力発生部５１は、磁力を発生する平面（磁力発生面５１Ｓ）が２枚のプレート９０ａ，９０ｂの平面９０Ｓと略平行になるように配設される。また、磁性体回収装置９には、磁力発生部５１を移動させる移動機構が備わり、磁力発生部５１は、２枚のプレート９０ａ，９０ｂと平行な方向（所定の移動方向）に移動可能に構成される。

なお、本実施例の磁性体回収装置９には、プレート９０ａ，９０ｂの平面９０ＳをＸＹ平面とし、プレート９０ａ，９０ｂがＺ軸方向に対峙するようなＸＹＺ座標系が仮想的に設定される。そして、このように設定されるＸＹＺ座標系において、磁力発生部５１がＸ軸方向に移動するように構成される。つまり、Ｘ軸方向が、磁力発生部５１の所定の移動方向になる。

磁力発生部５１を移動させる移動機構の構造は限定されるものではなく、例えば、Ｘ軸方向に延設されるガイドレール５１ａに嵌合して自転しながら移動するローラ５１ｂが磁力発生部５１に備わり、さらに、磁力発生部５１をＸ軸方向に移動可能なアクチュエータ等の駆動装置５２が備わる構成とすればよい。
また、駆動装置５２の構成は限定されるものではない。例えば、図示しない電動機等を駆動源とするボールねじ機構で、磁力発生部５１と連結されるロッド５２ａをＸ軸方向に変位させる構成であればよい。または、空気圧や油圧を駆動源とするリニアアクチュエータでロッド５２ａをＸ軸方向に変位させる構成であってもよい。

また、プレート９０ａ（９０ｂ）に形成される流路９ａの形状は限定されるものではない。例えば、図２の（ａ），（ｂ）に示すように、平面９０Ｓに沿ってＸ軸方向に延設される複数の平行な直線部９Ｌのそれぞれの一端が一方に隣接する直線部９Ｌの一端と接続され、それぞれの直線部９Ｌの他端が他方に隣接する直線部９Ｌの一端と接続されて、つづら折り状に形成される１本の流路９ａとすればよい。
なお、図２には説明を容易にするために図示省略してあるが、例えば、プレート９０ａ（９０ｂ）と同じ形状の平板等によって、平面９０Ｓに溝状に形成される流路９ａの開口側が閉塞されて、プレート９０ａ（９０ｂ）に管状の流路９ａが形成されている構成とすればよい。

また、一方のプレート（例えば、プレート９０ｂ）に形成される流路９ａの一端を入口部９２ａ、他方のプレート（例えば、プレート９０ａ）に形成される流路９ａの一端を出口部９２ｂとし、一方のプレート（例えば、プレート９０ｂ）の流路９ａにおいて入口部９２ａが形成されない一端と、他方のプレート（例えば、プレート９０ａ）の流路９ａにおいて出口部９２ｂが形成されない一端が連結部（連結管９１）で接続される構成とする。この構成によって、プレート９０ａの流路９ａとプレート９０ｂの流路９ａが連結管９１によって連結され、入口部９２ａから出口部９２ｂまで連通する１本の流路９ａが磁性体流通部９０に形成される。
そして、本実施例の磁性体回収装置９には、同様に構成される２つの磁性体流通部９０がＸ軸方向、つまり、プレート９０ａ，９０ｂの平面９０Ｓと平行な方向に隣接して配設される。また、駆動装置５２が磁力発生部５１をＸ軸方向に移動させることによって、磁力発生部５１が、２つの磁性体流通部９０の間で往復動可能となる。

このように形成される磁性体回収装置９は、磁性体流通部９０を流通する被処理水に含まれる磁性フロックを磁力発生部５１が発生する磁力で吸引して流路９ａの壁面（管壁９ａ１）に吸着し、さらに、磁性フロックが流路９ａの管壁９ａ１に吸着している状態のときに、流路９ａに洗浄水が流通するように構成される。流路９ａの管壁９ａ１に吸着している磁性フロックには、流路９ａを流通する洗浄水によってせん断力が作用し、このせん断力で磁性フロックから磁性粉が分離される。このとき、磁性フロックから分離した磁性粉は、磁力発生部５１が発生する磁力に吸引されて流路９ａの管壁９ａ１に吸着した状態であるため、例えば、磁力発生部５１が磁性体流通部９０の位置から移動して流路９ａの位置における磁力が消失した状態で、流路９ａに洗浄水を流通させて磁性粉を流して回収する構成であることが好ましい。

また、２つの磁性体流通部９０がＸ軸方向に隣接して配設され、磁力発生部５１が２つの磁性体流通部９０の間を移動する構成とした。この構成によって、一方の磁性体流通部９０において、磁力発生部５１が発生する磁力で被処理水に含まれる磁性フロックを吸引して流路９ａの管壁９ａ１に吸着させる工程と、他方の磁性体流通部９０において、流路９ａにおける磁力を消失させて磁性粉を回収する工程と、を並行して同時に進行できる。

図３は磁力発生部の構造を示す図であり、（ａ）は磁力発生部の構成を示す斜視図、（ｂ）は磁性体流通部の流路と磁力発生部の位置関係を示す図である。また、図４は流路に配設される金網を示す図である。

図３の（ａ）に示すように、磁力発生部５１は、平面形状が矩形（正方形、または長方形）の複数の永久磁石５１０がＸＹ平面に平行な平面状に敷き詰められて構成される。永久磁石５１０は、矩形をなす平面の一方がＳ極（Ｓ）、Ｓ極の平面と対向する他方の平面がＮ極（Ｎ）となるように構成され、Ｘ軸方向（移動方向）およびＹ軸方向（移動方向と直交する方向）に整列して配置される。つまり、永久磁石５１０の平面の配列によって、磁力を発生する磁力発生面５１Ｓが磁力発生部５１に形成され、永久磁石５１０の両面で、磁力発生部５１の両面に磁力発生面５１Ｓが形成される。

そして、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に整列する永久磁石５１０は、磁力発生部５１の一方の磁力発生面５１ＳにおいてＳ極とＮ極が交互になるように配設されることが好ましい。つまり、同一の磁力発生面５１Ｓに、Ｓ極を向ける永久磁石５１０と、Ｎ極を向ける永久磁石５１０と、が交互に配置される構成であることが好ましい。
また、磁力発生部５１の両面をなす２つの磁力発生面５１Ｓは、それぞれの永久磁石５１０の位置で極性が反転している。つまり、一方の磁力発生面５１ＳがＳ極（Ｎ極）の位置では、他方の磁力発生面５１ＳはＮ極（Ｓ極）になる。

なお、磁力発生部５１に永久磁石５１０を固定する方法は限定されるものではない。例えば、磁力発生部５１を形成する矩形の枠組みの内側に永久磁石５１０が並べて配置され、周辺部の永久磁石５１０と枠組み、および、隣接する各永久磁石５１０が接着剤等によって固定される構成であってもよい。

また、図３の（ｂ）に示すように、磁力発生部５１を構成する永久磁石５１０のＸ軸方向に沿った各端辺が、磁性体流通部９０（図２の（ａ）参照）の流路９ａにおいてＸ軸方向に延設される直線部９ＬのＹ軸方向の略中央部に配置されるように、永久磁石５１０が備わる構成が好ましい。
換言すると、永久磁石５１０において、Ｙ軸方向（移動方向と直交する方向）に隣接する永久磁石５１０と接する端辺の位置が流路９ａの直線部９Ｌの位置になり、さらに、当該端辺の位置が、直線部９ＬのＹ軸方向の略中央部の位置になるように、永久磁石５１０が配置されていることが好ましい。

永久磁石５１０は各端辺の磁力が最も強いため、永久磁石５１０の端辺が流路９ａのＹ軸方向の略中央部に配置されると、流路９ａの略中央部が磁力の強い部分となる。したがって、流路９ａを流通する被処理水に含まれる磁性フロックを強い磁力で吸引することができ、磁性フロックを効果的に流路９ａの管壁９ａ１（図２の（ａ）参照）に吸着させることができる。

また、図４に示すように、磁性体流通部９０の流路９ａの管壁９ａ１に沿って金網９３が配設される構成であってもよい。
金網９３は鋼材などの磁性体（強磁性体）を素材とすることが好ましく、この構成によって、磁力発生部５１が発生する磁力で金網９３を磁化させることができる。
また、金網９３が配設されることによって流路９ａの表面積が拡大する。そして、流路９ａに配設された金網９３が磁化することによって磁力を発生する部分の表面積が拡大し、これによって、流路９ａを流通する被処理水に含まれる磁性フロックが吸着される表面積が拡大する。したがって、効率よく磁性フロックを吸着させることができる。

つまり、流路９ａを流通する被処理水に含まれる磁性フロックの少なくとも一部を、磁力発生部５１が発生する磁力で吸引して流路９ａの管壁９ａ１に吸着させ、流路９ａを流通する被処理水に含まれる磁性フロックの少なくとも一部を、磁力発生部５１が発生する磁力で磁化する金網９３に吸着させる構成とすることができる。
なお、金網９３は、流路９ａの磁力発生部５１の側の管壁９ａ１に沿って配設される構成であってもよいし、管状を呈する流路９ａの全周壁に亘って配設される構成であってもよい。
また、金網９３に限定されず、流路９ａの表面積を拡大させる構造で磁性体（強磁性体）の物質を素材とする部材であれば、金網９３と同等の効果を奏する。

図５の（ａ），（ｂ）、および図６の（ａ），（ｂ）は、磁性体回収装置で磁性粉を回収する工程を説明する図である。
図５，６を参照して、磁性体回収装置９での磁性粉の回収について説明する（以下、適宜図１〜４参照）。
なお、磁性体回収装置９における磁性粉の回収は、浄水システムＳ１に備わる制御装置Ｃ１が磁性体回収装置９を制御して自動的に実行する構成であってもよいし、作業者が手動で実行する構成であってもよい。以下は、制御装置Ｃ１によって磁性体回収装置９が制御されて磁性粉を回収する場合を例にして説明する。

以下の説明、および図５，６の記載では、便宜上、磁性体回収装置９に備わる２つの磁性体流通部９０の一方を第１磁性体流通部９０１、他方を第２磁性体流通部９０２と称する。さらに、第１磁性体流通部９０１の入口切替弁３０を第１入口切替弁３０１、出口切替弁３１を第１出口切替弁３１１と称し、第２磁性体流通部９０２の入口切替弁３０を第２入口切替弁３０２、出口切替弁３１を第２出口切替弁３１２と称する。
また、図５，６において、入口切替弁３０（第１入口切替弁３０１，第２入口切替弁３０２）および出口切替弁３１（第１出口切替弁３１１，第２出口切替弁３１２）の黒塗りの流路は非開通の状態を示し、白塗りの流路は開通した状態を示す。
また、図５，６において、磁性フロックポンプ２６の矢印は磁性フロックを含む被処理水の流れ、浄水ポンプ２７の矢印は浄水（洗浄水）の流れを示し、矢印が付されたポンプは駆動し、矢印が付されないポンプは停止していることを示す。

例えば、最初の状態として、図５の（ａ）に示すように、制御装置Ｃ１は、第１磁性体流通部９０１の側に磁力発生部５１を移動する。さらに、制御装置Ｃ１は、第１入口切替弁３０１を取込状態に切り替えて磁性フロックポンプ２６を第１磁性体流通部９０１の入口部９２ａに接続し、第２入口切替弁３０２を洗浄状態に切り替えて浄水ポンプ２７を第２磁性体流通部９０２の入口部９２ａに接続する。また、制御装置Ｃ１は第１出口切替弁３１１を廃棄状態に切り替えて、汚泥タンク１１を第１磁性体流通部９０１の出口部９２ｂに接続し、第２出口切替弁３１２を回収状態に切り替えて、磁性体回収タンク１３を第２磁性体流通部９０２の出口部９２ｂに接続する。

そして、制御装置Ｃ１は、磁性フロックポンプ２６を駆動して磁性フロックを含む被処理水を磁性フロック収集管８ｄから第１磁性体流通部９０１の流路９ａに送水する。第１磁性体流通部９０１の流路９ａを流れる被処理水に含まれる磁性フロックは、磁力発生部５１が発生する磁力によって、流路９ａの管壁９ａ１または流路９ａに配設されている金網９３に吸着する。また、制御装置Ｃ１は浄水ポンプ２７を駆動し、浄水タンク１０に蓄えられている浄水を、第２磁性体流通部９０２の流路９ａに洗浄水として送水する。第２磁性体流通部９０２の流路９ａにおける磁力は消失しており、第２磁性体流通部９０２の流路９ａに磁性粉が残留している場合、その磁性粉は洗浄水とともに流路９ａを流通して磁性体回収タンク１３に流入して蓄えられる。
このように、磁力発生部５１が第１磁性体流通部９０１の位置にあり、第１入口切替弁３０１が取込状態、第２入口切替弁３０２が洗浄状態、第１出口切替弁３１１が廃棄状態、第２出口切替弁３１２が回収状態、にそれぞれ切り替わり、磁性フロックポンプ２６と浄水ポンプ２７が駆動している状態（図５の（ａ）に示す状態）を第１の状態とする。

磁性フロックポンプ２６を駆動してから適宜時間が経過したら、制御装置Ｃ１は磁性フロックポンプ２６を停止し、浄水ポンプ２７を駆動してから適宜時間が経過したら、制御装置Ｃ１は浄水ポンプ２７を停止する。
このときに、制御装置Ｃ１が磁性フロックポンプ２６を停止するまでの時間は、磁性フロックが第１磁性体流通部９０１の流路９ａの管壁９ａ１または金網９３に好適に吸着されるまでの時間とし、あらかじめ実験計測等で計測されて設定されている時間とすればよい。また、制御装置Ｃ１が浄水ポンプ２７を停止するまでの時間は、第２磁性体流通部９０２の流路９ａに残存している磁性粉が洗浄水によって全て流されるまでの時間とし、あらかじめ実験計測等で計測されて設定されている時間とすればよい。

磁性フロックポンプ２６および浄水ポンプ２７を停止した後、制御装置Ｃ１は、図５の（ｂ）に示すように、第１入口切替弁３０１を洗浄状態に切り替えて、浄水ポンプ２７を第１磁性体流通部９０１の入口部９２ａに接続する。そして制御装置Ｃ１は、浄水ポンプ２７を駆動し、浄水タンク１０に蓄えられている浄水を、第１磁性体流通部９０１の流路９ａに洗浄水として送水する。磁力発生部５１が発生する磁力で第１磁性体流通部９０１の流路９ａの管壁９ａ１または金網９３に吸着されている磁性フロックに流路９ａを流通する洗浄水によってせん断力が作用し、磁性フロックから磁性粉が分離する。磁性フロックから分離した磁性粉は流路９ａの管壁９ａ１または金網９３に吸着したままとなり、磁性粉が分離されたフロックは洗浄水とともに流路９ａを流通して出口部９２ｂから排出される。第１出口切替弁３１１は廃棄状態であり、磁性粉が分離されたフロックと洗浄水は汚泥タンク１１に流入する。
このように、磁力発生部５１が第１磁性体流通部９０１の位置にあり、第１入口切替弁３０１と第２入口切替弁３０２が洗浄状態、第１出口切替弁３１１が廃棄状態、第２出口切替弁３１２が回収状態、にそれぞれ切り替わり、磁性フロックポンプ２６が停止して浄水ポンプ２７が駆動している状態（図５の（ｂ）に示す状態）を第２の状態とする。

浄水ポンプ２７を駆動してから適宜時間が経過したら、制御装置Ｃ１は、浄水ポンプ２７を停止する。このときに、制御装置Ｃ１が浄水ポンプ２７を停止するまでの時間は、第１磁性体流通部９０１の流路９ａの管壁９ａ１または金網９３に吸着されている磁性フロックから磁性粉が分離するのに必要な時間とし、あらかじめ実験計測等で計測されて設定されている時間とすればよい。

制御装置Ｃ１は、図６の（ａ）に示すように、磁力発生部５１を第２磁性体流通部９０２の側に移動し、第１出口切替弁３１１を回収状態に切り替えて磁性体回収タンク１３を第１磁性体流通部９０１の出口部９２ｂに接続する。そして、制御装置Ｃ１は浄水ポンプ２７を駆動し、浄水タンク１０に蓄えられている浄水を、第１磁性体流通部９０１の流路９ａに洗浄水として送水する。
また、制御装置Ｃ１は、第２入口切替弁３０２を取込状態に切り替えて、磁性フロックポンプ２６を第２磁性体流通部９０２の入口部９２ａに接続し、第２出口切替弁３１２を廃棄状態に切り替えて汚泥タンク１１を第２磁性体流通部９０２の出口部９２ｂに接続する。そして、制御装置Ｃ１は磁性フロックポンプ２６を駆動して、磁性フロックを含む被処理水を磁性フロック収集管８ｄから第２磁性体流通部９０２の流路９ａに送水する。

第１磁性体流通部９０１の流路９ａの位置は磁力発生部５１の移動によって磁力が消失し、流路９ａの磁性粉は管壁９ａ１または金網９３に吸着することなく洗浄水とともに流路９ａを流通する。そして、磁性粉は出口部９２ｂから洗浄水とともに排出され、磁性体回収タンク１３に流入して蓄えられる。
また、第２磁性体流通部９０２の流路９ａを流れる被処理水に含まれる磁性フロックは、磁力発生部５１が発生する磁力によって、流路９ａの管壁９ａ１または金網９３に吸着する。
このように、磁力発生部５１が第２磁性体流通部９０２の位置にあり、第１入口切替弁３０１が洗浄状態、第２入口切替弁３０２が取込状態、第１出口切替弁３１１が回収状態、第２出口切替弁３１２が廃棄状態、にそれぞれ切り替わり、磁性フロックポンプ２６と浄水ポンプ２７が駆動している状態（図６の（ａ）に示す状態）を第３の状態とする。

制御装置Ｃ１は、浄水ポンプ２７を駆動してから適宜時間が経過したら浄水ポンプ２７を停止する。また、制御装置Ｃ１は、磁性フロックポンプ２６を駆動してから適宜時間が経過したら磁性フロックポンプ２６を停止する。
このときに、制御装置Ｃ１が磁性フロックポンプ２６を停止するまでの時間は、磁性フロックが第２磁性体流通部９０２の流路９ａの管壁９ａ１または金網９３に好適に吸着されるまでの時間とし、あらかじめ実験計測等で計測されて設定されている時間とすればよい。また、制御装置Ｃ１が浄水ポンプ２７を停止するまでの時間は、第１磁性体流通部９０１の流路９ａに残存している磁性粉が洗浄水によって全て流されるまでの時間とし、あらかじめ実験計測等で計測されて設定されている時間とすればよい。

そして、制御装置Ｃ１は、図６の（ｂ）に示すように、第２入口切替弁３０２を洗浄状態に切り替えて、浄水ポンプ２７を第２磁性体流通部９０２の入口部９２ａに接続する。さらに、制御装置Ｃ１は浄水ポンプ２７を駆動し、浄水タンク１０に蓄えられている浄水を、第２磁性体流通部９０２の流路９ａに洗浄水として送水する。第２磁性体流通部９０２の流路９ａの管壁９ａ１または金網９３に吸着している磁性フロックに流路９ａを流通する洗浄水によってせん断力が作用し、磁性フロックから磁性粉が分離する。磁性フロックから分離した磁性粉は流路９ａの管壁９ａ１または金網９３に吸着したままとなり、磁性粉が分離されたフロックは洗浄水とともに流路９ａを流通して出口部９２ｂから排出される。第２出口切替弁３１２は廃棄状態であり、磁性粉が分離されたフロックと洗浄水は汚泥タンク１１に流入する。
このように、磁力発生部５１が第２磁性体流通部９０２の位置にあり、第１入口切替弁３０１と第２入口切替弁３０２が洗浄状態、第１出口切替弁３１１が回収状態、第２出口切替弁３１２が廃棄状態、にそれぞれ切り替わり、磁性フロックポンプ２６が停止して浄水ポンプ２７が駆動している状態（図６の（ｂ）に示す状態）を第４の状態とする。

浄水ポンプ２７を駆動してから適宜時間が経過したら、制御装置Ｃ１は、浄水ポンプ２７を停止する。このときに、制御装置Ｃ１が浄水ポンプ２７を停止するまでの時間は、第２磁性体流通部９０２の流路９ａの管壁９ａ１または金網９３に吸着されている磁性フロックから磁性粉が分離するのに必要な時間とし、あらかじめ実験計測等で計測されて設定されている時間とすればよい。

そして、制御装置Ｃ１は、図５の（ａ）に示すように、磁力発生部５１を第１磁性体流通部９０１の側に移動し、第２出口切替弁３１２を回収状態に切り替えて磁性体回収タンク１３を第２磁性体流通部９０２の出口部９２ｂに接続する。さらに、制御装置Ｃ１は浄水ポンプ２７を駆動し、浄水タンク１０に蓄えられている浄水を、第２磁性体流通部９０２の流路９ａに洗浄水として送水する。第２磁性体流通部９０２の流路９ａは磁力発生部５１の移動によって磁力が消失し、流路９ａの磁性粉は管壁９ａ１または金網９３に吸着することなく洗浄水とともに流路９ａを流通する。そして、磁性粉は出口部９２ｂから洗浄水とともに排出され、磁性体回収タンク１３に流入して蓄えられる。

さらに、制御装置Ｃ１は、第１入口切替弁３０１を取込状態に切り替えて、磁性フロックポンプ２６を第１磁性体流通部９０１の入口部９２ａに接続し、第１出口切替弁３１１を廃棄状態に切り替えて汚泥タンク１１を第１磁性体流通部９０１の出口部９２ｂに接続する。そして、制御装置Ｃ１は磁性フロックポンプ２６を駆動して、磁性フロックを含む被処理水を磁性フロック収集管８ｄから第１磁性体流通部９０１の流路９ａに送水する。
つまり、制御装置Ｃ１は磁性体回収装置９を第１の状態に設定する。
第１磁性体流通部９０１の流路９ａを流れる磁性フロックは磁力発生部５１が発生する磁力によって、流路９ａの管壁９ａ１または金網９３に吸着する。

この後、制御装置Ｃ１は、入口切替弁３０（第１入口切替弁３０１，第２入口切替弁３０２）、出口切替弁３１（第１出口切替弁３１１，第２出口切替弁３１２）を適宜切り替え、磁力発生部５１を適宜移動し、磁性フロックポンプ２６と浄水ポンプ２７の駆動と停止を適宜設定して、磁性体回収装置９を第１の状態、第２の状態、第３の状態、および第４の状態に順次設定し、連続して、磁性体流通部９０（第１磁性体流通部９０１，第２磁性体流通部９０２）で磁性粉を磁性フロックから分離して回収する。

なお、以上の操作を制御装置Ｃ１の替わりに作業者が手動で実施する場合には、第１入口切替弁３０１、第１出口切替弁３１１、第２入口切替弁３０２、および第２出口切替弁３１２の切り替え、磁力発生部５１の移動、磁性フロックポンプ２６および浄水ポンプ２７の駆動と停止、をそれぞれ手動で実施すればよい。

以上のように、本実施例の磁性体回収装置９（図２の（ａ）参照）は、磁力発生部５１（図２の（ａ）参照）が発生する磁力によって、磁性フロックを含む被処理水を加熱することなく磁性粉を分離回収することができる。したがって、回収された磁性粉は磁気分離の性能が劣化することなく再利用することができ、新たな磁性粉の使用量を低減することができる。
また、回収された磁性粉には凝集剤が付着しているが、磁性粉の回収時に加熱されないため表面電位がプラスのままとなる。したがって、回収した磁性粉は新たな凝集剤と同様に、浮遊物質やエマルジョン化した油分の表面（マイナス電位）を中和させる凝集機能が維持された状態にあり新たな凝集剤を追加する量を軽減できる。

なお、本発明は前記した実施例に限定されるものではない。例えば、前記した実施例は本発明をわかりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。

例えば、本実施例の磁性体流通部９０（図２の（ａ）参照）に形成される流路９ａの形状は、図２の（ａ）に示すように、Ｘ軸方向に平行に形成される複数の流路が連結したつづら折りの形状としたが、この形状も限定されるものではない。例えば、Ｙ軸方向に延設される複数の平行な流路が連結したつづら折りの形状であってもよいし、Ｘ軸方向に延設される流路とＹ軸方向に延設される流路が交互に連結されて矩形状または螺旋状に形成される流路９ａであってもよい。

また、流路９ａの管壁９ａ１（図２の（ａ）参照）または金網９３（図４参照）に吸着されている磁性フロックに、流路９ａを流通する浄水（洗浄水）でせん断力を作用させる構成としたが、浄水（洗浄水）の替わりに空気流でせん断力を作用させる構成であってもよいし、高速噴流、マイクロバブル、超音波でせん断力を作用させる構成であってもよい。

また、磁力発生部５１（図２の（ａ）参照）をＸ軸方向に移動する駆動装置５２（図２の（ａ）参照）もボールねじ機構やリニアアクチュエータに限定されるものではなく、例えば、ガイドレール５１ａに嵌合するローラ５１ｂ（図２の（ａ）参照）自体が電動機等（図示せず）から付与される動力で自転する構成であってもよい。または、磁力発生部５１が固定され、磁性体流通部９０（図２の（ａ）参照）が磁力発生部５１に対して移動する構成であってもよい。

または、電磁石で構成される磁力発生部５１（図２の（ａ）参照）であってもよい。この場合、磁力発生部５１に供給される励磁電流のオンオフで、磁性体流通部９０の流路９ａ（図２の（ａ）参照）に発生する磁力をオンオフする構成とすることができ、磁力発生部５１を移動する移動機構を構成する、ガイドレール５１ａ（図２の（ａ）参照）、ローラ５１ｂ（図２の（ａ）参照）、駆動装置５２（図２の（ａ）参照）は不要となる。

また、磁力発生部５１（図３の（ａ）参照）は、平面形状が矩形の永久磁石５１０（図３の（ａ）参照）によって構成されるものに限定されず、例えば、平面形状が円形や他の形状の永久磁石（図示せず）が敷き詰められて構成されるものであってもよい。この場合も、Ｓ極を磁力発生面５１Ｓ（図３の（ａ）参照）に向ける永久磁石と、Ｎ極を磁力発生面５１Ｓに向ける永久磁石と、が交互に配置される構成であることが好ましい。また、永久磁石の端辺が、流路９ａ（図３の（ｂ）参照）の位置に配置される構成が好ましい。

また、磁力発生部５１（図２の（ａ）参照）の一面の側のみに流路９ａ（図２の（ａ）参照）が形成される磁性体流通部９０（図２の（ａ）参照）であってもよいし、Ｘ軸方向に隣接する２つの磁性体流通部９０ではなく、１つの磁性体流通部９０のみが備わる構成であってもよい。

この他、本発明は、前記した実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。

９ａ 流路
９ａ１ 管壁
９Ｌ 直線部
２６ 磁性フロックポンプ（第１ポンプ）
２７ 浄水ポンプ（第２ポンプ）
３０ 入口切替弁
５１ 磁力発生部
５１ａ ガイドレール（移動機構）
５１ｂ ローラ（移動機構）
５２ 駆動装置（移動機構）
９０ 磁性体流通部
９０ａ，９０ｂ プレート
９０Ｓ 平面
９１ 連結管（連結部）
９２ａ 入口部
９２ｂ 出口部
９３ 金網
５１０ 永久磁石
Ｎ Ｎ極
Ｓ Ｓ極
Ｓ１ 浄水システム

Claims (3)

1. 処理すべき被処理水に磁性粉と凝集剤が添加されて生成された磁性フロックが前記被処理水とともに流通する流路が平面に沿って形成される２枚のプレートが平行に対峙し、２枚の前記プレートのそれぞれの前記流路が連結部で連結されてなる磁性体流通部と、
   対峙する２枚の前記プレートの間に、磁力を発生する磁力発生面が当該プレートの平面と平行になるように配設される磁力発生部と、
   前記磁力発生部を所定の移動方向に移動させる移動機構と、を有し、
   ２つの前記磁性体流通部が前記プレートの平面と平行な方向に隣接して配設され、
   前記移動方向は、２つの前記磁性体流通部が隣接する方向であって、隣接する２つの前記磁性体流通部の一方と他方の間で前記磁力発生部が往復動可能に前記移動機構が構成され、
   前記流路が、前記プレートの平面に沿って前記移動方向に延設される複数の平行な直線部のそれぞれの一端が一方に隣接する前記直線部の一端と接続され、前記直線部のそれぞれの他端が他方に隣接する前記直線部の一端と接続されて、つづら折り状に形成されるとともに強磁性体の素材からなる金網が前記流路に配設される磁性体回収装置と、
   ２つの前記磁性体流通部の前記流路の入口部にそれぞれ配設され、前記磁性フロックを含む前記被処理水を前記流路に送水する第１ポンプを前記入口部に接続する第１切替状態、または洗浄水を前記流路に送水する第２ポンプを前記入口部に接続する第２切替状態を選択的に切り替える２つの入口切替弁と、を備え、
   前記磁性体回収装置は、
   前記磁力発生部が移動している側の前記磁性体流通部に形成されている前記流路の前記入口部に配設されている前記入口切替弁が前記第１切替状態に切り替わっているときに、前記第１ポンプによって前記流路に送水される前記被処理水とともに当該流路を流通する前記磁性フロックの少なくとも一部を、前記磁力発生部が発生する前記磁力で吸引して当該流路の管壁に吸着させるとともに、前記磁性フロックの少なくとも一部を前記磁力で磁化する前記金網に吸着させ、
   前記磁力発生部が移動している側の磁性体流通部に形成されている前記流路の前記入口部に配設されている前記入口切替弁が前記第２切替状態に切り替わっているときに、前記第２ポンプで前記流路に送水される洗浄水で前記管壁または前記金網に吸着している前記磁性フロックにせん断力を作用させて、前記磁性粉を前記管壁または前記金網に吸着させたまま前記磁性フロックから分離し、
   前記磁力発生部が移動していない側の前記磁性体流通部に形成されている前記流路の前記入口部に配設されている前記入口切替弁が前記第２切替状態に切り替わっているときに、前記第２ポンプで前記流路に送水される前記洗浄水で、前記流路に残留している前記磁性粉を前記洗浄水とともに前記流路の出口部から排出するように構成されていること、を特徴とする磁性体再利用装置。
2. 前記磁力発生部は、
   複数の永久磁石が前記磁力発生面に沿って、前記移動方向および当該移動方向と直交する方向に整列し、同一の前記磁力発生面にＳ極を向ける前記永久磁石とＮ極を向ける前記永久磁石が交互に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の磁性体再利用装置。
3. 前記永久磁石は、前記移動方向と直交する方向に隣接する他の前記永久磁石と接する端辺の位置が、前記磁性体流通部に形成されている前記流路の前記直線部の位置になるように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の磁性体再利用装置。

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