JPWO2006112007A1 - 水濾過浄化装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

被分離物質の濾過機能と分離濃縮機能とを組み合わせた、装置全体の製作コストを低減可能な水濾過浄化装置とその方法を提供するため、濾過機能と分離濃縮機能とを分離して構成する。すなわち、濾過分離装置が複数台あっても、１台の磁気分離機でそれぞれの濾過分離機で発生する全汚泥水を回収できるため、装置全体のコストが高くなるという問題を解決する。これにより、水質浄化や固液分離等を目的とした、濾過機能と磁気分離機能とを組み合わせた水濾過浄化装置において、磁気分離部をより小型化することにより、浄化水質が高く、かつ、製作コストが低い水濾過浄化装置を提供できる。

Description

本発明は、水質の浄化や、固体と液体の分離（固液分離）等を目的とした水濾過浄化装置とその方法に関し、特に、固体などの被分離（除去）物質を濾過する濾過部と、当該濾過により分離濃縮された被分離物質を分離する分離部とを組み合わせ、大量の水などの被処理流体を処理する場合でも、装置の大幅なコスト上昇を招くことなく実現することを可能とする水濾過浄化装置とその方法に関する。

水質の浄化や固液分離等を目的として、固液分離等を目的とし、細めの金網や高分子繊維で編んだ網を通水分離フィルタとして使用し、被分離物質である汚濁粒子を有する原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フィルタで濾過・分離して浄化水を得る膜磁気分離装置は、既に、下記の特許文献１により知られている。なお、この従来技術では、フィルタで捕集した磁性フロックは、下流側に設けられた磁場発生手段で磁気分離、除去され、高濃度スラッジとして回収することが出来る。

より具体的には、この特許文献１の濾過分離浄化装置では、ステンレス鋼の細線やポリエステル繊維等で網を構成し、例えば、その数十ミクロンメートルの目開きの開口部を有したフィルタ分離部を有する。開口部の投影面積や投影直径よりも小さい微細な汚濁物質を分離するため、予め原水に例えば凝集剤の硫酸バン土やポリ塩化アルミニウムやポリ硫酸鉄と磁性粉を加えて撹拌し、原水中の微細な固形浮遊物や藻類、菌類、微生物を，凝縮剤によって数百ミクロンメートル程度の大きさに結合させた磁性フロックを形成させる。この磁性フロックは数十ミクロンメートルの目開きを有した開口部を通過できず、高い除去率で捕捉分離され、フィルタを透過した水はさらに水質が高い浄化水となる。

そして、一方、上記フィルタ上に捕集された磁性フロックは、洗浄水でフィルタから洗い流された後、水面近傍に停留する磁性フロックが、前記水面近傍に静止配置された磁石の磁気力で吸引して磁気分離され、スラッジ移送手段でスラッジ回収槽に移送され排除される。その後、このスラッジは、通常、トラックで処分場や焼却場に運搬されて処理され、又は、コンポスト化される。
特開２００２−２７３２６１号公報

しかしながら、以上に説明した従来技術では、当該装置を実際の処理施設に設置して大量の水を処理しようとする場合、装置のコストが高くなるという問題が生じていた。これは、生成した磁性フロックをフィルタで濾過・分離した後、このフィルタ上に捕集された磁性フロックは、洗浄水でフィルタから洗い流され、この洗浄水による洗浄で濾過フィルタから流れ落ちた磁性フロックを、流れ落ちた水面近傍で磁気分離して回収する構造であることによる。すなわち、上記のことから、フィルタの幅と同じ長さで磁場を生じさせる長い磁石が必要となり、かつ、フィルタ濾過部と磁気分離部とを、一つの水槽内に近接して設置する必要があるためである。

このため、特に、大量の原水を処理する場合には、濾過するフィルタの面積をより広くする必要があるため、回転するフィルタドラムの直径を大きく、さらには、回転中心線方向における回転ドラム長さを長くする必要がある。

また、この浄化装置１台の処理容量を上回る処理量が必要となる場合には、この浄化装置を複数台設置して、原水を浄化する。この場合、フィルタ濾過部と磁気分離部とが、それぞれ、対として設置する必要がある。そのため、やはり、装置コストを高くしてしまう。また、上述したように、濾過分離部の回転ドラム長さを長くすると、回転ドラムの軸長さに合わせた長い磁石が必要となり、装置のコストが高くなる。

加えて、磁気分離部で磁性フロックに作用する磁気力は、磁性粉の添加量を増やせば大きくなり、また、磁石の磁場を大きくすると大きくなる。従って、大きな磁場の磁石を使用すれば、添加する磁性粉の添加量を少なくし、磁性粉の使用量の低減による浄化運転コストを低減できるメリットが生じる。すなわち、磁性フロックの磁気分離部の磁石を、磁場が非常に高い磁石、例えば、超電導磁石などで構成すれば、磁性フロックに原水に添加する磁性体の添加量を少なくできるが、磁場が高い磁石は製作コストが高く、特に、永久磁石の数十倍磁場が高い超電導磁石の製作コストは非常に高いものとなる。

以上に述べたように、従来技術になる水濾過浄化装置の構造では、実際に設置して大量の原水を処理する場合には、浄化装置コストが高くなってしまうという問題が生じていた。そこで、本発明では、かかる従来技術における問題点に鑑み、大量の原水を処理する場合においても、当該装置の製作コストを大幅に上昇させることなく、もって、当該装置の製作コストや処理コストを低減するための、水濾過浄化装置の構造及びそのための方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明によれば、まず、被除去物を含む被処理流体を濾過するための濾過手段と、前記濾過手段で濾過された被除去物を前記濾過手段から剥離する剥離手段と、そして、前記剥離手段で剥離された被除去物を含む剥離流体を前記被処理流体から隔離して導入し、前記剥離流体から被除去物を分離して濃縮するための分離手段とを有する水濾過浄化装置が提供される。

また、本発明によれば、やはり上記の目的を達成するため、被除去物を含む被処理流体を濾過するための、被除去物を濾過する第１の濾過手段と、前記第１の濾過手段でろ過された第１の被除去物を前記第１の濾過手段から剥離する第１の剥離手段と、前記第１剥離手段で剥離された被除去物を含む第１剥離流体を導入し、前記剥離流体から被除去物を濾過するための第２の濾過手段と、前記第２の濾過手段により濾過された被除去物を前記第２の濾過手段から剥離させる第２剥離手段と、そして、前記第２の剥離手段で剥離された被除去物を含む第２の剥離流から被除去物を分離して濃縮するための分離濃縮手段とを有する水濾過浄化装置が提供される。

更に、本発明によれば、やはり上記の目的を達成するため、濾過手段により、被除去物を含む被処理流体を濾過するための濾過工程と、前記濾過工程により濾過された被除去物を前記濾過手段から剥離する剥離工程と、そして、分離濃縮手段により、前記剥離工程で剥離された被除去物を含む剥離流体を前記被処理流体から隔離し、前記被除去物を含む剥離流体から被除去物を分離して濃縮するための分離濃縮工程とを含む水濾過浄化方法が提供される。

なお、本発明では、上記の水濾過浄化装置及びその方法において、前記第濾過過手段の前段に被除去物を凝集フロック化するための前処理手段を有し、更には、前記第１の濾過手段と前記第２の濾過手段の間に被除去物を凝集フロック化するための前処理手段を有することが好ましい。また、本発明では、上記の水濾過浄化装置及びその方法において、上記分離濃縮手段を構成する分離濃縮装置の台数が、上記濾過手段を構成する濾過装置の台数よりも少ないことが好ましい。更には、前記第１の濾過手段又は第２の濾過手段の下流側に、前記被処理物を含む剥離流体を前記水濾過浄化装置の外部に排出するための排出手段を設けることも可能である。

すなわち、本発明では、前記の課題を解決するため、フィルタ濾過部（濾過手段）と磁気分離部（分離手段）とを、分離して設置し、被除去物を含む剥離流体を被処理流体から隔離して分離濃縮する。このことにより、以下の詳細な説明からも明らかとなるように、濾過分離機において磁性フロックを回転フィルタで濾過して浄化水を得ると共に、磁性フロックを回転フィルタから洗浄水で洗い流した水（剥離流体）、即ち、磁性フロックを多量に含む汚泥水を捕集して、別配管で磁気分離機に導入し、ここで磁性フロックを高濃度で磁気回収する構造とする。かかる構造によれば、濾過分離装置が複数台あっても、一台（濾過分離装置が台数よりも少ない台数）の磁気分離機により、それぞれの濾過分離機で発生する全汚泥水から汚泥を回収することが出来るので、装置全体のコストの上昇という問題を解決することが出来る。

また、浄化装置を、前記濾過分離機と磁気分離機とを、それぞれ、１台づつで構成する場合には、磁石を短尺にし、もって、磁気分離機をより小型化できるので、上記と同様に、やはり、装置のコスト上昇の問題を解決することが出来る。

以上からも明らかなように、本発明によれば、水質浄化や固液分離等を目的とした水濾過分離浄化装置において、特に、濾過機能と磁気分離機能とを組み合わせた構造の浄化装置において、その磁気分離部を濾過分離部より小型化することにより、浄化水質が高く、かつ、その製作コストの低減が可能な水濾過浄化装置及びその方法を提供するという、実用的にも優れた効果を発揮する。

〔実施例１〕

以下、本発明の一実施例の詳細について、添付の図１、図２及び図３を参照しながら説明する。なお、図２は、図１に示す磁気分離機３６の拡大断面図であり、また、図３は上記図２のＡ−Ａ断面図である。

まず、図１は、本発明になる水濾過浄化装置全体の概略構成を示しており、図において、配管１から供給された原水２は、まず、原水貯槽３内に貯留され、ここで、数ミリメートルの大きなゴミを取り除き、細かい被分離物質、例えば、油粒子や有機物や微生物等を有する被処理水である原水２は、更に、ポンプ４によって所定の量を配管５に送水する。この時、シーディング剤調整装置６から、例えば、四三酸化鉄等の磁性粉とｐＨ調整剤、更には、ポリ塩化アルミニウムや塩化鉄や硫酸第二鉄等の水溶液等のアルミニウムイオンや鉄イオンを提供する凝集剤や高分子補強剤等を、導管７を通じて上記配管５内に加え、撹絆槽１０へ導く。この撹絆槽１０において、原水は、モータ１１で回転駆動される攪拌翼１２により高速度で撹絆され、これにより数百ミクロンメートルの磁性マイクロフロックを生成する。その後、高分子剤調整装置１３からの高分子補強剤等を、導管１４を通じて配管１５内に加え、撹絆槽１６内において、そのモータ１７で回転駆動される攪拌翼１８により低速度でゆっくりと撹絆され、数ミリメートル程度の大きさの磁性フロック１９（図１には示さず）を含む前処理水２０を生成する。なお、ここまでの処理が、前処理手段となる前処理機２２である。

次に、上記前処理機２２により、上述した処理工程により生成した前処理水２０を、導管２３を通じて、濾過分離機２４に通水する。

ここで、濾過分離機２４は、主に、回転するドラムの外面に網（フィルタ）を配置した回転フィルタ２５と、この回転ドラムの内部に設けた液面検知器２６と、液面制御機能を有する運転制御装置２７と、前記液面検知器２６からの計測信号を運転制御装置２７に送信する配線２８と、前記網で濾過された浄化水を一時的に蓄える浄化水槽２９と、浄化水を貯槽する浄化槽３０と、この浄化水の一部を加圧する加圧ポンプ３１と、加圧された浄化水の一部を、配管３２を通じて、前記回転フィルタ２５を外側から噴射する洗浄ノズル３３と、そして、この噴射により流れ落ちた汚泥水、即ち、前記網（フィルタ）から剥離されて落ちた汚泥と噴射された浄化水（汚泥水、又は、剥離流体）とを捕集する樋３４とを備えている。そして、樋３４内に捕集された汚泥水は、配管３５を通じて、自然重力による移動、もしくは、ポンプ（図示せず）で加圧し、更に後段の磁気分離機３６に導入する。

すなわち、上記の濾過分離機２４においては、まず、磁性フロックを混入した浄化水（即ち、上記前処理機２２の撹絆槽１６内の前処理水２０）が、配管２３を通じて回転フィルタ２５の内側に流入する。この回転フィルタ２５において、磁性フロックを混入した浄化水は、フィルタにより濾過され、浄化水中の磁性フロックが除去される。この濾過された浄化水は、水槽２９内に溜まり、浄化水槽３０に蓄えられる。その後、配管３７を通じて系外に放出される。

一方、上記回転フィルタ２５の底部の網（フィルタ）面に磁性フロックが溜まると、当該網（フィルタ）面の通水抵抗が増加し、回転ドラム内部の液面が、濾過以前の前処理水２０液面よりも増加する。そこで、この前処理水２０の液面の増加を前記液面検知器２６からの計測信号で検知する。即ち、運転制御装置２７で所定の水位を超えたと判断すると、回転フィルタ２５のモータ（図示せず）を駆動し、さらに、ポンプ３１を作動させる。これにより、ノズル３３から洗浄水が放水され、回転フィルタ２５の網（フィルタ）面上に蓄積した磁性フロックが洗い流され、樋３４内に汚泥水が捕集される。即ち、回転フィルタ２５は洗浄されて、再生されることとなり、この動作を繰り返す。

上述のように、回転フィルタ２５が洗浄されて再生されると、回転フィルタ２５の通水抵抗が小さくなり、その結果、回転ドラム内部の前処理水２０の液面が低下する。そこで、運転制御装置２７は、液面検知器２６からの計測信号により所定の水位以下になると、その制御信号により回転フィルタ２５の回転を停止する。

続いて、上記の図１〜図３により、磁気分離機３６の構造を説明する。図３は、上記図２のＡ−Ａ断面であり、回転ドラム３８の外周面には、例えば、ステンレス鋼の細線や銅の細線やポリエステル繊維等からなり、数ミクロンメートルから数十ミクロンメートルの目開きを有する濾過フィルタが、網（フィルタ）４０として設けられており、更には、開口部３９を備えている。

そして、図２に示すように、水槽４１内に流入した汚泥水４２は、上記の網（フィルタ）４０を通過してドラム３８内に流入する。この時、汚泥水４２中の磁性フロック１９は、上記網４０（フィルタ）内面上に捕捉され、他方、上記網（フィルタ）４０を通過し、磁性フロック１９から分離された水は、浄化水となって開口部３９から排出される。なお、ここで、汚泥水４２が網（フィルタ）４０を通過する動力は、汚泥水４２とドラム３８内の浄化水との液面位差である。また、この開口部３９から排出された浄化水は、図１に示すように、配管４３を通り、浄化水槽４４内に溜り、更に、配管４５を通り、配管３７に合流して、系外に放流されることとなる。一方、磁性フロック１９は、図２で反時計回りに回転する網（フィルタ）４０の外面上に濾過（分離）されて付着し、堆積物となって液面上の大気部に露出する。

以上のようにして回転する網（フィルタ）４０の外面上に濾過（分離）された磁性フロック１９は、次のようにして分離・捕集される。即ち、図１において、浄化水槽４４内の浄化水をポンプ４６で加圧し、この加圧された浄化水を導管４７からシャワー管４８に送り、その孔からシャワー水を、網４０内表面から外面側に向かって吹き付ける。これにより、図２に示すように、網４０の外表面に蓄積した磁性フロック１９はシャワー水で剥がれ、網４０面は再生される。一方、洗い流された磁性フロック１９は、水槽４１内の汚泥水４２の水面上に停留する。

ここで、磁気分離の磁場発生手段として使用する回転式の磁石４９は、非磁性体の材料で製作され、その回転体５０の外面に、複数条の溝に永久磁石体５１を接着剤等で固定されて形成されている。この回転体５０は、例えば、モータ５２で回転数を制御されて回転する構造となっている。

一方、磁気分離した磁性フロック１９を移送するために使用する汚泥移送用の回転体５３は、非磁性体の材料で製作されており、この汚泥移送用の回転体５３は、軸５４（図３を参照）を介してモータ５５で回転数を制御されて回転する。図からも明らかなように、その端部では、水密性を有した回転支持体５６により軸５４を水槽４１の壁で支持しており、他端部では、回転体５３の外周部を、水密性を有した回転支持体５７を介して水槽４１の壁で支持している。なお、回転体５３の内部は大気に開放されている。

前記磁石４９は、図２に明らかなように、前記回転体５３の大気開放面から回転体５３の内部に挿入されており、かつ、この磁石４９は、上述したように、洗浄水で洗い流されて剥離した磁性フロック１９群が停留する位置、すなわち、回転ドラム４０側の位置に接近するように設置されている。ここで、本実施例では、回転体５３の軸心と回転体５０の軸心とは、ずれて配置されている。図に示していないが、磁石４９は、所定の場所に位置するように、水槽４１の一部にボルト等で固定されている。

また、前記汚泥移送用の回転体５３と前記永久磁石体５１を備えた回転体５０の回転方向は、同一方向であり、これにより、磁気により吸引された磁性フロック１９群は、大気側に移動する方向に回転する。なお、両者の回転数は、同一であることが好ましいが、しかしながら、異なっても良い。本実施例の場合は、磁石側の回転体５０側の回転数が回転体５３の回転数より多い。すなわち回転速度が速くなるように設定されている。

更に、図２において、洗い流されて剥離し、水面近傍に停留する磁性フロック１９群は、上記磁石４９の磁場により、磁石側に吸引されて移動し、当該磁石４９の外側を回転する回転体５３の外表面に付着する。その後、回転体５３の回転に伴って、大気中に露出する。なお、大気中においては、磁性フロック１９群中の余分な水分は重力により回転体５３面上を流下し、これにより、磁性フロック１９群は更に濃縮されることとなる。なお、本例では、この段階で、磁性フロック１９の含水率は９７％程度まで低下し、即ち、高濃度の汚泥となる。

上記のようにして回転体５３の面上の濃縮された磁性フロック１９群は、更に、前記汚泥移送用の回転体５３の回転により移動する。このとき、回転体５３の軸心と回転体５０の軸心とは、互いにずれて配置されているため、磁石４９から次第に遠ざかり、これによって、磁気吸引力は磁石から離れるに従って急激に低減する。これにより、磁性フロック１９群は、水槽４１にその一部が支持されたヘラ５８によって、回転体５３面上から剥離され、スラッジ回収槽５９に重力で落下し、スラッジとして分離捕集される。

このようにして原水から分離捕集され、排出されたスラッジは、図１の配管６０を通じて、例えば、遠心分離機やベルトプレス等の脱水装置６１に導入され、ここで、例えば、運搬時にスラッジから水が漏れないように含水率を約８５％以下に、又は、コンポスト時の有機物を分解する微生物の活性化を図るために含水率を約７５％に濃縮される。そのように高濃度されたスラッジは、更に、配管６２を通じてスラッジ槽６３に貯められる。その後、この貯留されたスラッジは、例えば、トラックなどにより、処分場や焼却場、あるいは、堆肥処理場に運搬されることとなる。

また、上記の脱水装置６１で脱水された処理汚水は、配管６４を通じて処理汚水槽６５に入り、ここでポンプ６６により加圧された後、配管６７を通って、原水を供給する配管１と合流し、原水槽３に戻され、再び、前処理工程に導入される。

一方、磁気分離機３６では、水槽４１内の汚泥水４２の液面をセンサー６８で計測しており、その情報は運転制御装置２７に信号線６９を介して送信されている。そこで、運転制御装置２７は、その情報を基に、前処理水の液面位置が上昇して水槽４１からオーバーフローしないように、回転ドラム４８の最適な回転数及び磁性フロック１９群の回収速度の適正速度を、前もって入力した最適量算出プログラムで計算し、その制御信号を回転ドラムの回転モータ（図示せず）と回転体駆動用のモータ５５に信号線７０を経由して送信しすることにより、それぞれ、最適の回転数に制御する。

なお、以上の説明からも明らかなように、被処理流体（原水）から被除去物を濾過し、この濾過された被除去物を、被処理流体（原水）の一部を利用して剥離するが、その際、剥離された被除去物を含む流体（剥離流体）を、上記の被処理流体（原水）の処理ルートから隔離して、被除去物を分離して濃縮するための分離濃縮手段である磁気分離機に導入する。このことにより、磁気分離機では、剥離された被除去物を含む流体（剥離流体）だけを処理することとなる。そのため、その前段の処理装置における被処理流体の処理能力が大きい場合にも、十分に対応することが可能である。そして、この磁気分離機では、被除去物は磁性フロック群となって回収されて、スラッジとして分離捕集され、その後、処分場や焼却場、あるいは、堆肥処理場に運搬されて処理されることとなる。

以上に説明した実施例においては、前処理機２２と濾過分離機２４とが同数（１：１）である場合について説明したが、次に、図４には、前述した前処理機２２と濾過分離機２４との組合せを３台と、１台の磁気分離機３６とを組み合わせて構成した、変形例になる大容量の原水を浄化する浄化装置における処理フローを示す。すなわち、３台の前処理機２２と３台の濾過分離機２４とで浄化された浄化水は、その後、配管３７により合流されて、系外に排出される。一方、各濾過分離機２４から排出される汚泥水は、その後、配管３５により捕集されて磁気分離機３６に導入される。

そして、ここでは、磁性フロックの汚泥が、１台の磁気分離３６で回収除去され、そして、その脱水時に生じる処理汚水は、配管４５を通り、配管３７に合流して、系外に放流されることとなる。一方、上記したように、その後、脱水装置などで脱水された処理汚水は、配管６７を通って、原水を供給する配管１と合流し、原水槽３に戻され、再び、前処理工程（前処理機２２）に導入される。

以上の説明から明らかなように、この変形例によれば、複数台の濾過分離機２４で発生する全汚泥水を、１台の磁気分離機３６で回収できることから、浄化装置全体のコストを低減することが可能となる。

また、この変形例によれば、更に、前記の配管３５から弁６９を介して分岐した配管７０を設け、各濾過分離機２４から排出される汚泥水を、当該配管７０から汚泥水槽７１に導いて、保留することができる。なお、かかる回路は、特に、磁気粉が不足している場合の運転において、磁気分離ができなくなった際の運転方法である。なお、この汚泥水槽７１内に保留した汚水は、例えば、弁７２を介して配管７３により陸上の汚水処理施設に回収するか、又は、汚泥の中身は海水中の有機物や微生物であるので、そのまま海洋に排出されることとなる。
〔実施例２〕

図５には、本発明による他の実施例（実施例２）を示す。本実施例が上記の実施例と異なる点は、特に、上記図２との比較により明らかなように、汚泥水４２は配管３５を通じて、磁気分離機３６に導入されており、汚泥移送用の回転体５３に沿って連なる流路６８を配置しており、これにより、浄化された処理水を配管４３に流入させるようにした点である。なお、この配管４３を通った処理水は、上記図１の浄化水槽４４に溜り、配管４５を通り、配管３７に合流して、系外に放流される。

一方、この実施例２では、配管３５を通じて磁気分離機３６に流入した汚泥水４２は、流路７１を流動する間に、その磁性フロック１９が永久磁石５１の磁気力により吸引され、回転体５３の外表面に磁気力で付着する。そして、この回転体５３面上に付着した磁性フロック１９群は、回転体５３の回転により、大気中に移動する。この時、上記と同様に、回転体５３の軸心と回転体５０の軸心とは、互いにずれて配置されているため、磁石４９から次第に遠ざかり、これによって、磁気吸引力は磁石から離れるに従って急激に低減する。そして、磁性フロック１９群は、水槽４１に一部が支持されたヘラ５８によって、回転体５３面上から剥離され、スラッジ回収槽５９に重力で落下し、スラッジとして分離捕集される。他方、浄化された処理水は配管４３を通って系外に放流される。

なお、この実施例２によれば、特に、上記図２に示した構造に比べ、回転フィルタを設置する必要が無くなることから、さらに、浄化装置のコストを低減できることとなる。
〔実施例３〕

図６及び図７には、本発明による更に他の実施例（実施例３）を示す。本実施例が上記第１の実施例と異なる点は、特に、上記図２との比較において、磁石６９を超電導バルク磁石で構成し、磁石端部間の長さＡをより短くした点にある。なお、この超電導による磁石６９は、断熱用の真空容器７０と、超電導バルク７１を内臓した伝熱体７２と、伝熱体７２端部を真空容器７０内で冷却する冷凍機７３と、配管７４を介して高圧のヘリウムガスを冷凍機７３に供給する圧縮機７５と、冷凍機７３で断熱膨張した後の中圧ガスを圧縮機に回収する配管７６で構成されている。また、この磁石６９は、水槽４１に固定された支持材７７によって固定支持されている。

なお、これらの図では、超電導バルク７１はすでに外部の磁石で着磁され、冷凍機で低温に冷却され超電導バルク７１の表面に永久磁石の数十倍の磁場が存在している状態を示している。また、超電導バルク７１は、例えば、イットリウム系の銅酸化物で構成されており、伝熱体７２と共に、冷凍機７３により、その温度が６０Ｋ以下に冷却されており、これにより、超電導バルク７１を低温に冷却して超電導状態を維持する。このように、磁石を超電導磁石で構成すことによれば、永久磁石の数十倍の磁場を発生することが可能であることから、磁気吸引力のは増加し、もって、磁性フロックの時間当たりの回収量が増加することとなる。

従って、本実施例では、磁石の磁場発生範囲を小さくしても、上記永久磁石の場合と同様な時間当たりの回収量を確保できるのことから、磁石の長さＡを永久磁石の場合に比べ短くでき、もって、磁気分離機を更に小型化することができる。
〔実施例４〕

次に、図８及び図９によって、本発明になる更に他の実施例（実施例４）を示す。なお、図８は、実施例４になる水浄化装置の処理フローを示す図である。本実施例では、原水は配管１を通って、直接、濾過分離機２４に導入される。その後、この濾過分離機２４で被分離物を分離した後の浄化水は、配管３７を通って系外に放流される。

一方、濾過分離機２４のフィルタを洗浄する際に生成される、即ち、分離された汚濁物を含む汚泥水は、配管３５を通って前処理機２２に導入される。前処理機２２では、上記図１の実施例の前処理機２２と同様に、薬剤注入や撹拌処理など行って磁性フロック１９（図８では図示せず）を含む前処理水を生成する。この前処理水は、その後、配管２３を通って磁気分離機３６に導入される。磁気分離機３６では、上記図１の実施例の磁気分離機３６と同様に、磁性フロック１９が磁気により分離され、その処理水は配管４５を通って配管３７と合流し、系外へ放流される。また、磁気分離された磁性フロック１９は、汚泥処理によりスラッジとして回収され、この汚泥処理の際に出てくる処理汚水は、配管６７を通って配管１に合流し、原水として、再び、浄化処理されることも上記と同様である。

なお、この実施例４では、上述した前処理を行うことなく、原水をそのまま濾過分離機２４に導入するものであることから、当該濾過分離機２４に備えられたフィルタの目開きを、原水中に含まれる被分離物の大きさに応じて、好適な大きさに選定する必要がある。従って、通常、この濾過過分離機２４のフィルタは、上述した磁気分離機３６のフィルタよりも目の細かいフィルタが使用される

以上のように、この実施例４では、原水の全量ではなく、濾過分離機２４のフィルタを洗浄する際に分離されて生成される汚濁物を含む汚泥水のみを、前処理機２２で処理すれば良いことから、当該前処理機２２の小型化と共に、装置全体の製造コストの低下を図ることができる。

さらに図９には、前述した３台の濾過分離機２４と共に、１台の前処理機２２と、更に、１台の磁気分離機３６とを組み合わせて構成した、大容量の原水を浄化する浄化装置における処理フローを示している。すなわち、かかる構成によれば、３台の濾過分離機２４で浄化された浄化水は、配管３７により合流されて、系外に排出される。一方、これら３台の濾過分離機２４からそれぞれ排出される汚泥水は、配管３５に捕集されて、前処理機２２を経て磁気分離機３６に導入される。なお、この例では、磁性フロックの汚泥が磁気分離によって回収除去され、その脱水時に生じる処理汚水は、配管６７を通って配管１と合流されて濾過分離機２４に戻り、再び、浄化処理工程に導入される。

以上の説明から明らかなように、この実施例４によれば、１台の前処理機と１台の磁気分離機によって、複数台（本例では、３台）の濾過分離機２４で発生する全汚泥水を回収できるので、水濾過浄化装置全体のコストを低減できる。

なお、以上の実施例においては、濾過分離機２４は回転フィルタ２５を備えるドラム型フィルタを使用した場合について説明したが、しかしながら、本発明はそれのみに限定することなく、この濾過分離機２４は、例えば、中空子膜などを用いたメンブレンフィルタやセラミックフィルタ、微粒子濾材を用いた砂濾過フィルタなど、他のタイプのフィルタを使用することも可能である。

また、以上の実施例では、上記の網（フィルタ）４０を、特に、ドラム状に形成した場合について説明したが、しかしながら、これに代えて、例えば、この網（フィルタ）４０をディスク状に構成し、そして、このディスクを縦方向に複数枚配置して構成したフィルタによっても、やはり、上記と同様な効果を生じることは明らかであろう。

また、以上の実施例、特に、上記図６及び図７に示した実施例３において、その冷凍機７３としては、種々の冷凍機が適用可能であり、例えば、ギフォード・マクマホン式、パルス管式、ソルベイ式、ベルマイヤー式、クロード式、電子式冷凍機が適用可能である。

加えて、以上の実施例では、濾過機能と分離濃縮機能とを組み合わせた装置について記載したが、しかしながらこれに限定されることなく、例えば、分離濃縮手段の持つ磁気分離機能の代わりに、微細な気泡を水中に供給して水中のフロックに当該気泡を付着させてフロックを水面に浮上させ、これをスカムでかきとって分離除去する、所謂、気泡浮上分離装置や、液体サイクロンによる遠心力によって比重が海水より大きいフロックを分離除去する、所謂、遠心分離装置等のフロック濃縮機能が備わった分離手段を利用することができる。

本発明の実施例１になる、磁気分離を利用した水濾過浄化装置の全体構成を示す図である。 上記図１に示した水濾過浄化装置における磁気分離部の詳細構造を示す断面図である。 やはり磁気分離部の詳細構造を示すための、上記図２のＡ−Ａ断面図である。 上記実施例１の変形例になる水濾過浄化装置の概略構成とその浄化処理のフローを示す図である。 本発明の実施例２における、特に、その磁気分離機の構造を示す断面図である。 本発明の実施例３における、特に、その磁気分離機の構造を示す断面図である。 上記図６に示す磁気分離機の構造における上面断面図である。 本発明の実施例４になる水浄化装置の処理フローを示す図である。 やはり、本発明の実施例４になる他の水浄化装置の処理フローを示す図である。

符号の説明

１…配管、２…原水、３…原水貯槽、４…ポンプ、５…配管、６…シーディング剤調整装置、７…導管、８…、９…、１０…撹拌槽、１１…モータ、１２…撹拌翼、１３…高分子剤調整装置、１４…導管、１５…配管、１６…撹拌槽、１７…モータ、１８…撹拌翼、１９…磁性フロック、２０…前処理水、２１…、２２…前処理機、２３…導管、２４…ろ過分離機、２５…回転フィルタ、２６…液面検知器、２７…運転制御装置、２８…配線、２９…浄化水槽、３０…浄化槽、３１…加圧ポンプ、３２…配管、３３…洗浄ノズル、３４…樋、３５…配管、３６…磁気分離機、３７…配管、３８…回転ドラム、３９…開口部、４０…網、４１…水槽、４２…汚泥水、４３…配管、４４…浄化水槽、４５…配管、４６…ポンプ、４７…導管、４８…シャワー管、４９…磁石、５０…回転体、５１…永久磁石体、５２…モータ、５３…回転体、５４…軸、５５…モータ、５６…回転支持体、５７…回転支持体、５８…ヘラ、５９…スラッジ回収槽、６０…配管、６１…脱水装置、６２…配管、６３…スラッジ槽、６４…配管、６５…処理汚水槽、６６…ポンプ、６７…配管

Claims (10)

1. 被除去物を含む被処理流体を濾過するための濾過手段と、
   前記濾過手段で濾過された被除去物を前記濾過手段から剥離する剥離手段と、そして、
   前記剥離手段で剥離された被除去物を含む剥離流体を前記被処理流体から隔離して導入し、前記剥離流体から被除去物を分離して濃縮するための分離濃縮手段とを有する水濾過浄化装置。
2. 前記請求項１に記載の水濾過浄化装置であって、更に、前記濾過手段の前段に、被除去物を凝集フロック化するための前処理手段を有していることを特徴とする水濾過浄化装置。
3. 前記請求項１に記載の水濾過浄化装置において、前記分離濃縮手段を構成する装置の台数が、前記濾過手段を構成する装置の台数よりも少ないことを特徴とする水濾過浄化装置。
4. 前記請求項１に記載の水濾過浄化装置において、更に、前記濾過手段の下流側に、前記被処理物を含む剥離流体を前記水濾過浄化装置の外部に排出する排出手段を設けたことを特徴とする水濾過浄化装置。
5. 被除去物を含む被処理流体を濾過するための、被除去物を濾過する第１の濾過手段と、
   前記第１の濾過手段でろ過された第１の被除去物を前記第１の濾過手段から剥離する第１の剥離手段と、
   前記第１剥離手段で剥離された被除去物を含む第１剥離流体を導入し、前記剥離流体から被除去物を濾過するための第２の濾過手段と、
   前記第２の濾過手段により濾過された被除去物を前記第２の濾過手段から剥離させる第２剥離手段と、そして、
   前記第２の剥離手段で剥離された被除去物を含む第２の剥離流から被除去物を分離して濃縮するための分離濃縮手段とを有する水濾過浄化装置。
6. 前記請求項５に記載の水濾過浄化装置において、前記第１の濾過手段と前記第２の濾過過手段の間に被除去物を凝集フロック化するための前処理手段を有していることを特徴とする水濾過浄化装置。
7. 前記請求項５に記載の水濾過浄化装置において、前記分離濃縮手段を構成する装置の台数が、前記第１の濾過手段又は前記第２の濾過過手段を構成する装置の台数よりも少ないことを特徴とする水濾過浄化装置。
8. 前記請求項５に記載の水濾過浄化装置において、更に、第１の濾過手段又は前記第２の濾過過手段の下流側に、前記被処理物を含む剥離流体を前記濾過水浄化装置の外部に排出する排出手段を設けたことを特徴とする水濾過浄化装置。
9. 濾過手段により、被除去物を含む被処理流体を濾過するための濾過工程と、
   前記濾過工程により濾過された被除去物を前記濾過手段から剥離する剥離工程と、そして、
   分離濃縮手段により、前記剥離工程で剥離された被除去物を含む剥離流体を前記被処理流体から隔離し、前記被除去物を含む剥離流体から被除去物を分離して濃縮するための分離濃縮工程とを含むことを特徴とする水濾過浄化方法。
10. 前記請求項９に記載の水濾過浄化方法において、更に、前記濾過手段の下流側において、前記被処理物を含む剥離流体を前記水濾過浄化装置の外部に排出する工程を含むことを特徴とする水濾過浄化方法。
    

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