JPS59311A - 磁性物質高濃度回収方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁性物質の効率的な回収に関し、更に詳しくは
磁気フィルターにより、原水から分離した磁性物質を高
収率で回収する方法に関するものである。

従来、例えば高炉スクラバー廃水、転炉スクラバー廃水
等の産業廃水から鉄分のような磁性成分を回収するのに
好適な装置として磁気フィルターが知られている。近年
、磁気フィルターの応用範囲が拡大され、例えば、紙パ
ルプ工場廃水、化学工場廃水、下水中の浮遊固型物を含
有する下水、活性汚泥処理水のようなバクテリア含有廃
液、有用微生物を含む醗酵液等、有機性の非＋８性成分
を含む原水に、例えば硫酸ばん土、高分子凝集剤等を加
えて更にこれにマグネタイト（ＦＯｚＯａよりなる磁性
粒子（以下磁性成分と呼ぶ））を添加して強固に結合さ
せ、いわゆる磁性フロックを形成させて磁気フィルター
で捕捉し、分離した磁性フロックを逆洗して濃縮状態に
し再度、磁気フィルターで処理して非磁性成分と磁性成
分とに分離し、磁性成分は回収再生し、非磁性成分のう
ち、不用なものは廃棄し、有用なものは回収するなどの
手段にも利用されている。

この磁気フィルターには各種の型式のものが提案されて
いるが、第１図に示すものは、磁気フィルターの一例を
示す概要図で、原水の流入と逆洗水の排出を兼ねる流入
口２と、磁性成分を除去した後の浄化処理水の流出と、
逆洗水導入を兼ねる流出口３を備えたフィルターベゼル
４内に、例えば磁性材料の細線からなる多層メツシュの
フィルターメディア５、フィルターメディア５に均一な
磁場を発生させるポールピース６が内装され、フィルタ
ーベセル４の外側にはフィルターメディア５を囲んで励
磁コイル７をおくと共に、該励磁コイル７を囲むように
して磁力線を導くリターンフレーム８を設けてなるもの
である。

本発明は、これらの磁気フィルターを用いて、原水中の
非磁性成分を除去する技術に関するものである。

従来、原水中の磁性物質を磁気フィルターにより濾過し
た後、フィルタを消磁し該磁性物質を逆洗処理によって
逆洗スラリーとして回収していた。

逆洗処理は濾過された液体の一部で磁気フィルターを逆
方向から洗浄する処理であり、そのため、磁気フィルタ
ーには高収率で磁性物質が濾別されているにもかかわら
ず、回収された磁性物質には逆洗水が混合されてしまい
、その後の磁性物質処理、例えば脱水や焼却処理におい
て、水分量が多いため、余組な手間とエネルギーを要し
ていた。

本発明は上記の如くの問題点に鑑み、磁性物質を高濃度
で回収する方法を見い出すべく種々検討の結果、逆洗水
（洗浄水）による洗浄工程において、その工程中の各時
点によって、しかも極めて短時間に逆洗水中に含まれる
磁性物質の最が極端に異なることの知見を得て、達成さ
れたものである。

即ち、本発明の要旨とするところは、流入側と流出側を
開口させたケース内の流入側と流出側との間に磁性材料
からなるフィルターメディアを備え、更に、通電により
磁場をフィルタ一部に形成させる励磁コイルを設けた磁
気フィルターに、流入側から磁性物質を含む原水を導入
し、該磁性物質をフィルターメディアで捕捉したのち、
該磁性物質を回収するに当り、磁気フィルターからの排
出液を複数回にわけて分離回収することを特徴とする磁
性物質高濃度回収方法にある。

ここで磁性物質とは廃水等の被処理物質そのもの、例え
ば高炉スクラバー廃水あるいは転炉スクラバー廃水に含
まれるマグネタイト粉末あるいは、昇磁１１の被処理物
と強磁性体との結合物である磁性フロック等である。

次に、本発明を図面に基づいて説明する。第２図〜第５
図は本発明方法の第１例を、示ずフロー図である。

第２図において磁性物質を含む原水Ａは太線で示すバイ
ブライン１０内を供給ポンプ１１によって矢印方向へ流
される。磁性物質を含む原水Ａとしては、例えば、マグ
ネタイ１−を含む高炉スクラバー廃水あるいは、紙パル
プ工場廃水、化学工場廃水、下水中の浮遊固型物を含有
する下水、活性汚泥処理水のようなバクテリア含有廃液
、有用微生物を含む醗酵液等、有機性の非磁性成分を含
む原液に硫酸ばん土、高分子凝集剤等を加えて凝集させ
、これに磁性成分を添加して非磁性成分と磁性成分とが
強固に結合した磁性フロックを含む液等が挙げられる。

この磁性フロックを含む原水は、まず磁気フィルター１
に導入される。ここで磁性フロックを含む原水は、磁性
材料からなるフィルターメディア５と、電流を流して磁
場を形成して・いる状態にある励磁コイル７とを備えた
磁気フィルター１の流入口２より磁気フィルター１内に
入リ、磁性フ１］ツクはフィルターメディア５に捕捉さ
れ、捕捉後の処理水は磁気フィルター１の流出口３より
排出されて、第２図に示すように逆洗水圧力タンク１２
に入り、浄化処理水Ｂとして系外に導出される。

以上の操作により、フィルターメディア５に捕捉された
磁性物質をフィルターメディア５から回収させるには、
第３図のフロー図に示１’　工程により磁性物質を回収
づる１、まず回収操作の第１工程において励Ｉｉ−＞イ
ル７の通電を遮断し１．バルブＶ１、Ｖ２、■７、Ｖ１
０ｆ閉、ｔ＜　／Ｌ／　ｌ　Ｖ　３、■４、Ｖ５、Ｖ８
、Ｖ９、ｖｌｌを開とし、パイプライン９に矢印方向へ
加圧空気を通し、逆洗水加圧タンク１２から逆洗水を通
水し、太線で示される洗浄ラインを働かせ、必要に応じ
加圧空気（バルブ１４を経由するもの）とを流出口３か
ら磁気フィルター１内へ圧入し、バブリングさぜながら
バルブＶ１１を設【ノたパイプラインから沈澱槽１９に
磁気フィルター１からの排出液である磁性物質を高濃度
に含む磁性物質濃縮水りを取り出し、これから磁性物質
を沈降させ回収して次のバッチの原水処理における磁性
フロック生成等に利用される。

上記の操作を一定時間行った後、回収操作の第２工程と
して第４図のフロー図に示す工程により、磁気フィルタ
ー１からの排出液である逆洗水を原水に戻す。このとき
、バルブ■１、■２、■７、Ｖｌｌを閉、バルブＶ３、
Ｖ／１１Ｖ５、Ｖ８、Ｖ９、Ｖｌｏを開とし、今まで沈
澱槽１９に送っていた逆洗水を図示しない原水貯蔵タン
クへ戻す。

上記した、第１工程、第２工程の時間的区分は、逆洗水
中に含まれる磁性物質の含有量ににって決定される。回
収操作開始後の時間経過による逆洗水中の磁性物質濃度
（ｐｐｍ）の変化を第５図に示す。ここにおいて、縦軸
は対数目盛の浮遊固形物含有量（ＦＳＳ）を示し、横軸
は時間を示している。ここでｔｌＱ　は逆洗開始時点、
Ｉｌｚ　は終了時点である。逆洗水を沈澱槽に送水し、
磁性物質が回収される第１工程（時間ｔ　１０〜［２，
）は、逆洗水中の磁性物質のＩＩＩが極端に高くなって
いることがわかる。一般に第１工程のｔｌｏ　　〜【１
１　　までの時間は約５秒間が適当であり、第２工程の
ｔｌｌ　　〜ｔ１□の時間は約１０秒間が適当である。

第１工程の間に逆洗によりフィルターより離脱してくる
磁性物質の９５〜９９％（重量％以下同じ）が回収され
、イの回収逆洗水の磁性物質濃度は平均１〜３％である
。又、もつと高Ｓ＋＊にて磁性物質を回収するには例え
ば第５図の時点１１３　のように更に第１工程時間を短
縮すれば可能となる。このようにして、逆洗水に含まれ
るほとんどの磁性物質が従来にない極めＣ高濃度で回収
できることとなる。

次に本発明方法の第２例を説明する。第２例は第２図に
示す磁性物質捕捉処理後、磁性物質のフィルターメディ
ア５からの回収処理を３工程に分ｔノで行う。まず回収
操作の第１工程においては第６図に示Ｊ如く励磁コイル
７に通電したままで、逆洗操作を行わず、バルブｖ１、
ｖ２、ｖ３、■４、ｖ５、ｖ７、ｖ９、Ｖｌｌを閉、バ
ルブｖ８、Ｖｌｏを開とし、磁気フィルター１中に残存
している原水を自然流下による排出液として回収し、こ
れを図示しない原水貯蔵タンクへ戻す。

上記の操作を一定時間行った後、第２工程として、第３
図に示すように第１例の第１工程と同様に、励磁コイル
７の通電を遮断し、バルブＶ１、■２、■７、Ｖｌｏｔ
ｌｌ、バルブ■３、Ｖ４、■５、■８、Ｖ９、Ｖｌｌを
開とし、パイプライン９に矢印方向へ加圧空気を通し、
逆洗水加圧タンク１２から逆洗水を通水し、太線で示さ
れる洗浄ラインを働かせ、必要に応じ加圧空気（バルブ
１４を経由するもの）とを流出口３から磁気フィルター
１内へ仕入し、バブリングさぜながらバルブＶ１１を設
けたパイプラインから沈澱槽１９に磁気フィルター１か
らの排出液である磁性物質を高濃度に含む磁性物質濃縮
水りを取り出す。

上記の操作を一定時間行った後、回収操作の第３工程と
して第１例の第２工程、と同様に第４図のフロー図に示
す工程により、磁気フ、Ｃルター１からの排出液である
逆洗水を原水に戻−４゜このとき、バルブＶ１、Ｖ２、
ｖ７、Ｖｌｌを閉、バルブＶ３、ｖ４、Ｖ５、Ｖ８、Ｖ
９、Ｖｌｏを開とし、今まで沈澱槽１９に送っていた逆
洗水を図示しない原水貯蔵タンクへ戻す。

上記の、第１、第２、第３工程の内、第１工程と第２工
程との区分は励磁コイル７の通電を遮断づる時点の前後
で分け、第２工程と第３工程との時間的区分は、第１例
の第１工程と第２工程との区分と同様に、逆洗水中に含
まれる磁性物質の含有量によって決定される。この各工
程における回収水（逆洗水）中の磁性物質の含有！（ｐ
ｐｍ）の変化を第７図に示す。ここにおいて縦軸は対数
目盛の浮遊固形物含有量（ＦＳＳ）を示し、横軸は時間
を示している。ここでｔ２．は第１工程開始時点、ｔ２
＋　は第２１程開始時点、ｔ２２は第３工程開始時点、
ｔ２３は第３■稈終了時点である。

励磁コイル７に通電したままで、逆洗水を通さり“に、
磁気フィルター１より自然流下させた第１■程（時点【
２ｏ〜ｔ２１）では磁性物質は原水に近い低濃度ぐしか
含まれていないことがわかる。一般に原水における磁性
物質のｍ度が例えば１００１）ｌ）ｌである場合、この
第１工程にて流下してくる回収水ノｖａｔｘハ８ｏｐｐ
ＩＩｌｓ度ｒアル。又、第１■程の１．、−１２．まで
の時間は励磁コイル７の通電を継続し、逆洗を行わなＧ
ノれば任意時間確保できるが、一般に０．５〜２分あれ
ばその流下排出時間としては十分である。

次に励磁コイル７の通電を遮断し、逆洗処理を行う第２
工程（時点【２１〜ｔ２□）では、第１例と同様な従来
にない極めて濃度の高い逆洗水が得られ、第３工程では
極端に低い逆洗水が得られる。

一般に第２工程のｔ２１〜ｔ２２の時間は約５秒間が適
当であり、第３工程のｔ２２〜［２３の時間は約１０秒
間が適当である。第２工程の間に、逆洗によりフィルタ
ーより離脱してくる全磁性物質の９５〜９９％が回収さ
れ、その回収逆洗水の磁性物質濃度は平均１〜３％であ
る。又、もっと高Ｓ度にて磁性物質を回収するには例え
ば第７図の第１工程終了時点【２１を延長してｔ２４　
とし、更に必要ならば第３工程の開始時点ｔ２２を早め
て【２５とし、第２工程の処理時間を、磁性濃度のピー
クに向けて狭ばめることにより実現できる。

これらの処理を実現するための一定手順の各バルブの操
作は、手動操作も可能であるが、タイマーのセットによ
り自動的にバルブの開閉が操作される方法を採用するこ
とが操作ミス等を防ぎ、効率的に運転するうえで好まし
い。この他、原水の種類によってバルブ開閉のタイミン
グが、自動調節されるよう、マイクロコンピュータ及び
センサを使用し、予め設定されたプログラムにより、自
動運転するようにしてもよい。

以上述べたように、本発明は磁気フィルターから磁性物
質を離脱回収するに当り、複数回に分けて、回収するこ
とにより、磁性物質を極めて高濃度に回収Ｊることがで
き、その後の処理が一層効率的になし１ηる。例えば磁
性物質自体あるいは磁性物質とフロックスを形成してい
る非磁性物質が有価物である場合に、それを回収してし
有効利用Ｊる際、回収物のＳ＊が高いので有価物の抽出
、結晶化あるいはイの他の分離処理が効率的なものとな
る。又、高炉あるいは転炉スクラバーの廃水浄化あるい
はマグネタイト粉の回収も効率的にな１ことができ、そ
の他、磁性フロックを利用した下水やし尿の浄化処理、
ｍ酢液からの生Ｉ！！活性物質の回収等の処理も効率的
に行うことができる。

次に本発明の実施例を挙げるが、本発明は、以下の実施
例に限定されるものではない。

実施例１ 紙パルプエ楊廃液（有機性非磁性成分４０Ｅ１１）ＩＩ
金含有に、硫酸ばん土、高分子凝集剤、及びマグネタイ
トを加えて磁性フロック７５　ｐｐｍを含有する原水を
１ｏｒｒｒ用意した。これを通過線速度２００１ｍ　／
ｈ　、磁場３ＫＯｅの条件で、第１図に示り磁気フィル
ターに第２図に示すように通して、フィルターメディア
に該磁性フロックを捕捉させ、次いで第１工程として励
磁コイルの通電を止め、第３図に示す逆洗処理を逆洗水
の通過線速度２００ｓ　／ｈで５秒間行い、沈澱槽に高
濃度の磁性フロック含有逆洗水を取り出し、次いで第２
工程として第４図に示す処理を１０秒間行い、この逆洗
水を原水貯蔵タンクへ戻した。

この時、第１工程で得られた高濃度の磁性フロック含有
逆洗水は１５０００ｐｐＩＩｌノａＩＩＮテアリ、−そ
の量は０．０４６ｒｄであった。又、第２工程の原水貯
蔵タンクへ戻した逆洗水は１ｏ２ｐｐ−の濃度であり、
その吊は０．１ｒｒｔであった。比較例として、工程を
分けずに回収した逆洗水の濃度が５１ｏ　ｏ　ｐｐｍで
あることから、第１工程で得られたものは極めて高濃度
のものが得られたことがわかる。

実施例２ 実施例１と同様じ条件でフィルターメディアに同様な磁
性フロックを捕捉させ、次いで第１工程として励磁コイ
ルは通電状態のままで、逆洗処理を行わず、第６図に示
すように、磁気フィルター中に残留している原水を５０
秒間自然流下させ、原水貯蔵タンクへ戻した。次いで第
２工程として励磁コイルの通電を止め、第３図に示す逆
洗処理を逆洗水の通過線速度２０００ｍ／ｈで５秒間行
い、沈澱槽に高濃度の磁性フロック含有逆洗水を取りし
た。次いで第３■程として第４図に示す処理を１０秒間
行い、この逆洗水を原水貯蔵タンクへ戻した。

この時、第１工程で得られた回収水は６５　ＤｐＩＩＩ
の１Ｉｒｘであり、その量は０．０１９ｎｆであった。

第２工程で得られた高濃度の磁性フロック含有逆洗水は
２２０００　ｐｐＩｌのｍ度であり、その量は０゜０３
　Ｏｎ？であった。第３工程で原水貯蔵タンクへ戻した
逆洗水は９９ｐ１）―の濃度であり、その酎は０．０９
８ｎｆであった。第２工程で得られたものは、実施例１
の第１工程のものに比べても更に高ｌＩ廉のものが得ら
れていることがわかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は磁気フィルターの概略断面図、第２図〜第４図
は本発明の第１例の各工程を示すフロー図、第５図はそ
の回収水中の浮遊固形物濃度の経時変化と工程との関係
とを示すグラフ、第６図は本発明の第２例の第１工程を
示ずフ１１−図、第７図はその回収水（逆洗水）中の浮
遊固形物濃度の経時変化と工程との関係を示゛リグラフ
を表わす。 １・・・磁気フィルター ４・・・フィルターベセル ５・・・フィルターメディア ６・・・ポールピース ７・・・励磁コイル ８・・・リターンフレーム ９．１０．１６．１７．１８・・・パイプライン１２・
・・逆洗水加圧タンク １３・・・ニアコンプレッサー １４・・・エアタンク １９・・・沈澱槽 代理人　弁理士　足立　勉 第１図 第２図 第４図 第５図 ｔｔｏ　　　　　ｂ３ｔｕ　　　　　　　　　　　　ｔ
ｔｚ断闇第６図 手続補正書（峠） 昭和５７年　７月円日 特許庁長官　若杉　和　夫　殿 １、　事件の表示 昭和５７年持重’ｆ願第１０８６７８号２、　発明の名
称 磁性物質高１１度回収方法 ３、　補正をする者 事例との関係　　　特許出願人 住　所　　　　　　東京都千代田区丸の内二丁目５番１
号氏　名（名称）　　　　　（６２０）三菱重工業株式
会社代表者　矢野　崗 住　所　　　　　　名古屋市南区星崎町字繰出６６番地
氏　名（名称＞　　　　　　（３７１）大同特殊鋼株式
会社６６　補正の対象 明細用の［発明の詳細な説明」の欄 ７、　補正の内容 （１）明細用第３頁第４行目にｒＦｅｚｏａ−ｌどある
をＩ「ｅａｏａＪと補ｉ１ＥシまＪ０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　流入側と流出側を開口させたケース内の流入側と流
   出側との間に磁性材料からなるフィルターメディアを備
   え、更に、通電により磁場をフィルタ一部に形成させる
   励磁コイルを設けた磁気フィルターに、流入側から磁性
   物質を含む原水を導入し、該磁性物質をフィルターメデ
   ィアで捕捉したのち、該磁性物質を回収するに当り、磁
   気フィルターからの排出液を複数回にわけて分離回収す
   ることを特徴とする磁性物質高濃度回収方法。 ２　分離回収が磁気フィルターの消磁状態及び洗浄ライ
   ンの稼働状態で行われ、その内容が第１１−程及び第２
   ■程とからなり、第１工程排出液は沈澱槽へ回収し、第
   ２工程排出液は磁気フィルターへ導入する原液へ戻す特
   許請求の範囲第１項記載の磁性物質高濃度回収方法。 ３　分離回収が第１工程、第２工程及び第３工程と３回
   にわけてなされ、第１工程では磁気フィルターを消磁せ
   ず、洗浄ラインを止めたままで磁気フィルター装置に止
   まっている液を排出して磁気フィルターへ導入する原液
   へ戻し、第２工程では磁気フィルターを消磁し洗浄ライ
   ンを働かせて排出液を沈澱槽へ回収し、第３工程では磁
   気フィルタ一部−洗浄ラインを第２工程のままにした排
   出液を磁気フィルターへ導入する原液へ戻す特許請求の
   範囲第１項記載の磁性物質高濃度回収方法。