(57)【要約】【課題】油脂吸着剤として水処理に用いられる磁性粉を、より少ないエネルギー消費量で高効率に回収できる磁性粉の洗浄装置及び洗浄方法を提供する。【解決手段】洗浄溶媒の作用により磁性粉から油脂を脱離させる洗浄槽と、油脂吸着磁性粉を洗浄槽に供給する固液分離装置と、洗浄槽内の油脂吸着磁性粉と洗浄溶媒を撹拌混合する撹拌スクリュウと、混合液を循環流動させ、磁性粉から吸着油脂の脱離を促進させる混合液循環ラインと、洗浄槽内の混合液中の磁性粉を磁気的に吸着させるか又は脱離させる棒磁石と、混合液から洗浄溶媒を再生させる溶媒再生槽と、再生した洗浄溶媒を溶媒再生槽から洗浄槽に返送するための再生溶媒返送ラインと、棒磁石が磁性粉を吸着している間に、混合液を洗浄槽から溶媒再生槽に排出させるための混合液引抜ラインと、磁性粉を洗浄槽から排出させるための磁性粉引抜ラインと、油脂を溶媒再生槽から排出させるための油脂排出ラインと、汚泥を溶媒再生槽から排出させるための汚泥排出ラインと、を有する。【選択図】図１
2014018751.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸着した油脂を磁性粉から脱離させる磁性粉の洗浄装置であって、
（Ａ）油脂を吸着した磁性粉に親水性溶剤を含む洗浄溶媒を接触させ、前記洗浄溶媒の作用により前記磁性粉から油脂を脱離させる洗浄槽と、
（Ｂ）前記油脂吸着磁性粉をスラリーまたは懸濁液の状態で前記洗浄槽に供給する固液分離装置と、
（Ｃ）前記洗浄槽内の油脂吸着磁性粉と洗浄溶媒を撹拌混合する撹拌機構と、
（Ｄ）前記撹拌機構により混合された混合液を前記洗浄槽から送り出し、再び前記洗浄槽内に戻すポンプ機構を有し、前記混合液を循環流動させ、磁性粉から吸着油脂の脱離を促進させる混合液循環ラインと、
（Ｅ）前記洗浄槽内の混合液中に浸漬され、混合液中の磁性粉を磁気的に吸着させるか又は脱離させる磁化部材を有する磁気分離機構と、
（Ｆ）未使用の洗浄溶媒を前記洗浄槽に供給するための溶媒供給装置を有し、かつ、前記洗浄槽から油脂と洗浄溶媒を含む混合液を受け入れ、前記混合液から洗浄溶媒を分離することにより洗浄溶媒を再生させる溶媒再生槽と、
（Ｇ）再生した洗浄溶媒を前記溶媒再生槽から前記洗浄槽に返送するポンプ機構を有する再生溶媒返送ラインと、
（Ｈ）前記洗浄槽の下部に開口する排出口に連通し、前記磁化部材が磁性粉を吸着している間に、磁性粉を含まない混合液を前記洗浄槽から前記溶媒再生槽に排出させるポンプ機構を有する混合液引抜ラインと、
（Ｉ）前記排出口に連通し、前記磁化部材が磁性粉の吸着を解除している間に、吸着解除された磁性粉を前記洗浄槽から排出させるポンプ機構を有する磁性粉引抜ラインと、
（Ｊ）前記溶媒再生槽の上部に設けられ、脱離した油脂を前記溶媒再生槽から排出させるポンプ機構を有する油脂排出ラインと、
（Ｋ）前記溶媒再生槽の下部に設けられ、混合液から分離した汚泥を前記溶媒再生槽から排出させる汚泥排出ラインと、
を有することを特徴とする磁性粉の洗浄装置。
【請求項２】
前記溶媒供給装置は、前記洗浄溶媒として炭素数３以下のアルコールを３０質量％以上６０質量％未満含むアルコール水溶液を供給することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記洗浄槽は、油脂吸着磁性粉および洗浄溶媒が導入される容器本体と、前記容器本体に被せられる蓋と、前記蓋に取り付けられ、前記磁化部材が前記混合液と接触しないように前記磁化部材を保護する保護筒と、前記磁化部材を前記保護筒に出し入れするシリンダ機構と、を有することを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項記載の装置。
【請求項４】
前記洗浄槽の容器本体が、前記混合液循環ライン、前記混合液引抜ライン、前記磁性粉引抜ラインおよび前記再生溶媒返送ラインの各々から切り離され得るようにシール継手を介して取り付けられていることを特徴とする請求項３記載の装置。
【請求項５】
前記シール継手は、前記蓋を前記混合液循環ラインおよび前記再生溶媒返送ラインから脱着させるフランジ継手と、前記容器本体を前記混合液引抜ラインおよび前記磁性粉引抜ラインから脱着させるカップリング継手と、前記容器本体を前記蓋から脱着させるクランプ継手と、を含むことを特徴とする請求項４記載の装置。
【請求項６】
前記撹拌機構のスクリュウが前記洗浄槽の内部スペースの中央領域に配置され、
複数の前記磁化部材が前記スクリュウを取り囲むように前記洗浄槽の内部スペースの周縁領域に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
前記固液分離装置が液体サイクロンであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の装置。
【請求項８】
前記固液分離装置が膜ろ過器であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の装置。
【請求項９】
吸着した油脂を磁性粉から脱離させる磁性粉の洗浄方法において、
（i）油脂を含む被処理水中に吸着剤として磁性粉を添加し、水中の油脂を磁性粉に吸着させ、被処理水から油脂を吸着した磁性粉を固液分離し、これにより前記油脂吸着磁性粉をスラリーまたは懸濁液の状態とし、
（ii）前記スラリーまたは懸濁液の状態とした前記油脂吸着磁性粉を洗浄槽内に導入し、
（iii）親水性溶剤を含む洗浄溶媒を前記洗浄槽内に供給し、
（iv）前記洗浄槽内で油脂吸着磁性粉と洗浄溶媒を撹拌して混合液とし、
（v）前記混合液を前記洗浄槽内で撹拌させながら、前記洗浄槽から槽外部に設けられた混合液循環ラインを通って前記洗浄槽内に戻るように前記混合液を循環させ、混合液の循環流動により磁性粉からの油脂の脱離を促進させるとともに、磁気分離機構の磁化部材を前記洗浄槽内の混合液中に配置し、前記磁化部材への磁性粉の吸着を促進させ、
（vi）前記混合液の循環流動を停止させ、前記混合液循環ラインにある混合液を前記洗浄槽内に戻し、
（vii）前記磁化部材に磁性粉を吸着させている間に、磁性粉がない混合液を前記洗浄槽から溶媒再生槽に排出し、これにより前記磁性粉がない混合液と前記油脂が脱離した磁性粉とに分離され、
（viii）前記磁化部材による磁性粉の吸着を解除し、脱離した磁性粉に分散媒を供給して懸濁液とし、この磁性粉を含む懸濁液を前記洗浄槽から排出し、前記磁性粉を含む懸濁液を前記工程（i）において再利用し、
（ix）前記工程（vii）において前記洗浄槽から排出された混合液を前記溶媒再生槽内にて静置させ、重力の作用により前記混合液を洗浄溶媒と油脂とに分離し、これにより前記混合液から洗浄溶媒が再生され、
（x）前記工程（ix）で再生した洗浄溶媒を前記溶媒再生槽から前記洗浄槽に戻し、再生した洗浄溶媒を前記工程（iii）において再利用する、
ことを特徴とする磁性粉の洗浄方法。
【請求項１０】
前記洗浄溶媒は、前記親水性溶剤として炭素数３以下のアルコールを３０質量％以上６０質量％未満含むアルコール水溶液であることを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記工程（x）では、再生した洗浄溶媒を前記混合液循環ラインの一部を通して前記洗浄槽に戻すことを特徴とする請求項９又は１０のいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
前記磁気分離機構は、前記磁化部材としての棒磁石と、前記棒磁石を前記洗浄槽内の混合液から遮る保護筒と、前記棒磁石を前記保護筒に出し入れするシリンダ機構と、を有し、
前記工程（viii）では、前記シリンダ機構により前記棒磁石を上昇させ、前記保護筒から前記棒磁石を取り出し、前記棒磁石による磁性粉の吸着を解除することを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに記載する実施の形態は、水処理用磁性粉に吸着した油脂を洗浄除去するための磁性粉の洗浄装置及び洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、工業の発達や人口の増加により水資源の有効利用が求められるようになってきている。水資源の有効利用を図るためには工業排水や生活排水などのような各種の排水を浄化して再利用することが重要である。排水を浄化するためには水中に含まれる水不溶物や不純物を分離除去する必要がある。排水を浄化する方法として例えば膜分離法、遠心分離法、活性炭吸着法、オゾン処理法、凝集剤添加による浮遊物質の沈殿除去法などがある。これらの水処理方法を用いて、排水に含まれるリンや窒素などの環境に及ぼす影響の大きい化学物質を分離除去し、また水中に分散した油脂やクレイなどを分離除去することができる。例えば特許文献１には、水中の油脂を磁性粉に吸着させ、吸着した油脂を磁性粉から脱離させ、脱離油脂を分離排出した後に、水中から磁性粉を磁気的に分離して再利用する水処理方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２６８９７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の洗浄技術では、油脂を洗浄溶媒に溶解させて洗浄する際に、洗浄溶媒の再生に多くのエネルギー消費量を見込む必要があり、処理コストが増大する。また、従来の洗浄技術では、洗浄溶媒に揮発性の高い有機溶剤を使用することから洗浄容器を防爆構造にする必要があるため、装置が大型化するおそれがある。
【０００５】
磁性粉を再利用する際に、磁性粉の回収率が重要なファクターとなることから、高い回収率を有する磁性粉の洗浄装置の開発がユーザーから要望されている。
【０００６】
ここに記載する実施の形態は上記課題を解決するためになされたものであり、油脂吸着剤として水処理に用いられる磁性粉を、より少ないエネルギー消費量で高効率に回収できる磁性粉の洗浄装置及び洗浄方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ここに記載する実施の形態に係る磁性粉の洗浄装置は、吸着した油脂を磁性粉から脱離させる磁性粉の洗浄装置であって、（Ａ）油脂を吸着した磁性粉に親水性溶剤を含む洗浄溶媒を接触させ、前記洗浄溶媒の作用により前記磁性粉から油脂を脱離させる洗浄槽と、（Ｂ）前記油脂吸着磁性粉をスラリーまたは懸濁液の状態で前記洗浄槽に供給する固液分離装置と、（Ｃ）前記洗浄槽内の油脂吸着磁性粉と洗浄溶媒を撹拌混合する撹拌機構と、（Ｄ）前記撹拌機構により混合された混合液を前記洗浄槽から送り出し、再び前記洗浄槽内に戻すポンプ機構を有し、前記混合液を循環流動させ、磁性粉から吸着油脂の脱離を促進させる混合液循環ラインと、（Ｅ）前記洗浄槽内の混合液中に浸漬され、混合液中の磁性粉を磁気的に吸着させるか又は脱離させる磁化部材を有する磁気分離機構と、（Ｆ）未使用の洗浄溶媒を前記洗浄槽に供給するための溶媒供給装置を有し、かつ、前記洗浄槽から油脂と洗浄溶媒を含む混合液を受け入れ、前記混合液から洗浄溶媒を分離することにより洗浄溶媒を再生させる溶媒再生槽と、（Ｇ）再生した洗浄溶媒を前記溶媒再生槽から前記洗浄槽に返送するポンプ機構を有する再生溶媒返送ラインと、（Ｈ）前記洗浄槽の下部に開口する排出口に連通し、前記磁化部材が磁性粉を吸着している間に、磁性粉を含まない混合液を前記洗浄槽から前記溶媒再生槽に排出させるポンプ機構を有する混合液引抜ラインと、（Ｉ）前記排出口に連通し、前記磁化部材が磁性粉の吸着を解除している間に、吸着解除された磁性粉を前記洗浄槽から排出させるポンプ機構を有する磁性粉引抜ラインと、（Ｊ）前記溶媒再生槽の上部に設けられ、脱離した油脂を前記溶媒再生槽から排出させるポンプ機構を有する油脂排出ラインと、（Ｋ）前記溶媒再生槽の下部に設けられ、混合液から分離した汚泥を前記溶媒再生槽から排出させる汚泥排出ラインと、を有することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態の洗浄装置を備えた水処理システムの概要を示す構成ブロック図。
【図２】第１の実施形態の洗浄装置を示す構成ブロック図。
【図３】（ａ）は磁性粉が凝集した凝集体を示す断面模式図、（ｂ）は疎水性被覆材で被覆された磁性粉を示す断面模式図。
【図４】（ａ）は油脂を吸着した磁性粉の表層部分を示す断面模式図、（ｂ）は洗浄処理後の磁性粉の表層部分を示す断面模式図。
【図５】洗浄槽の内部を模式的に示す横断面平面図。
【図６】第１の実施形態に係る磁性粉の洗浄方法を用いる水処理方法の概要を示す概略工程図。
【図７】第２の実施形態の洗浄装置を備えた水処理システムの概要を示す構成ブロック図。
【図８】第２の実施形態の洗浄装置を示す構成ブロック図。
【図９】カートリッジ式の洗浄容器を配管に脱着するためのカップリング継手を示す分解斜視図。
【図１０】第２の実施形態に係る磁性粉の洗浄方法を用いる水処理方法の概要を示す概略工程図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に上記課題を解決するための種々の実施の形態を説明する。
【００１０】
（１）ここに記載する実施の形態の磁性粉の洗浄装置は、吸着した油脂を磁性粉から脱離させる磁性粉の洗浄装置であって、（Ａ）油脂を吸着した磁性粉に親水性溶剤を含む洗浄溶媒を接触させ、前記洗浄溶媒の作用により前記磁性粉から油脂を脱離させる洗浄槽4,4Aと、（Ｂ）前記油脂吸着磁性粉をスラリーまたは懸濁液の状態で前記洗浄槽に供給する固液分離装置3,6と、（Ｃ）前記洗浄槽内の油脂吸着磁性粉と洗浄溶媒を撹拌混合する撹拌機構41と、（Ｄ）前記撹拌機構により混合された混合液を前記洗浄槽から送り出し、再び前記洗浄槽内に戻すポンプ機構P4を有し、前記混合液を循環流動させ、磁性粉から吸着油脂の脱離を促進させる混合液循環ラインL6,L61,L62,L8,L81,L82と、（Ｅ）前記洗浄槽内の混合液中に浸漬され、混合液中の磁性粉を磁気的に吸着させるか又は脱離させる磁化部材42,42Aを有する磁気分離機構43,48と、（Ｆ）未使用の洗浄溶媒を前記洗浄槽に供給するための溶媒供給装置10を有し、かつ、前記洗浄槽から油脂と洗浄溶媒を含む混合液を受け入れ、前記混合液から洗浄溶媒を分離することにより洗浄溶媒を再生させる溶媒再生槽9,9Aと、（Ｇ）再生した洗浄溶媒を前記溶媒再生槽から前記洗浄槽に返送するポンプ機構P7を有する再生溶媒返送ラインL91,L62,L82と、（Ｈ）前記洗浄槽の下部に開口する排出口4dに連通し、前記磁化部材が磁性粉を吸着している間に、磁性粉を含まない混合液を前記洗浄槽から前記溶媒再生槽に排出させるポンプ機構P4,P8を有する混合液引抜ラインL6,L61,L63,L8,L81,L83と、（Ｉ）前記排出口4dに連通し、前記磁化部材が磁性粉の吸着を解除している間に、吸着解除された磁性粉を前記洗浄槽から排出させるポンプ機構P2,P5を有する磁性粉引抜ラインL7,L5と、（Ｊ）前記溶媒再生槽の上部に設けられ、脱離した油脂を前記溶媒再生槽から排出させるポンプ機構P10を有する油脂排出ラインL93と、（Ｋ）前記溶媒再生槽の下部に設けられ、混合液から分離した汚泥を前記溶媒再生槽から排出させる汚泥排出ラインL92と、を有する。
【００１１】
上記洗浄装置は、磁気分離機構と、撹拌機構と、磁性粉と洗浄溶媒を含む混合液を槽外に循環させて槽内に戻す混合液循環ラインとを有する。磁気分離機構は、磁化部材として例えば永久磁石や電磁石を用いて洗浄溶媒中に含まれる磁性粉を捕捉する装置である。磁場の印加は、永久磁石の場合は磁石が収納できる円筒状の筒の内部に永久磁石を配置し、エアシリンダーなどの方法で永久磁石を槽内/槽外へ移動させることによりおこなう。また電磁石の場合には、電流のON/OFFにより制御する。この装置の磁場を印加して洗浄溶媒の撹拌や循環を行い、水中に含まれる磁性粉を磁石に引き寄せ固定する。この後、磁性粉を含まなくなった洗浄溶媒を装置外に排出し、代わりに分散液（例えば水道水など）を供給する。この後、磁気分離装置の磁場を取り除き、磁性粉を分散液に混合して、水処理用装置のタンク等に移送する。
【００１２】
撹拌機構は、洗浄槽内の洗浄溶媒にせん断力を与え、磁性粉の粒子間に吸着した油脂ばかりでなく、磁性粉の開気孔55のなかに入り込んだ油脂をも脱離させることができ（図４）、磁性粉の洗浄効果を高める。また、撹拌により磁性粉が磁石に近接する頻度が増加し、磁性粉を磁石に効率よく吸着捕捉させることができる。
【００１３】
循環機構は、例えば洗浄槽の下部から上部へポンプ移送して溶媒を循環させるものである。この循環機構を有しないと、洗浄槽の下部や、洗浄槽から洗浄溶媒等を排出・供給する配管の中に、微量の磁性粉が残存してしまう。これらは水流のあたり難いとこにいるために磁気分離機構で回収がしにくく、磁性粉の損失に繋がる。循環機構を有することにより、このような配管に残存する磁性体を循環させて槽内に戻すことにより、磁性体粒子の回収率を飛躍的に高めることができる。また、この循環機構の戻り配管は前記磁気分離機構の近くに戻すようにしておくと、効率よく回収できるため好ましい。このようにポンプ機構による循環ラインでの混合液の循環流動を上記の撹拌機構による混合液の撹拌と組み合わせることで、両者の相乗作用により高い洗浄効率が得られる。
【００１４】
（２）上記（１）において、溶媒供給装置は、洗浄溶媒として炭素数３以下のアルコールを３０質量％以上６０質量％未満含むアルコール水溶液を供給するものであることが好ましい。
【００１５】
ここに記載する実施の形態では、磁性粉を洗浄するための洗浄溶媒として、油脂を実質的に溶解しない親水性溶剤を用いている。洗浄槽において磁性粉を洗浄した後の液は親水性溶剤と油脂とが混合した懸濁液になっている。この懸濁液（混合液）を溶媒再生槽内において静置することにより、重力の作用で油脂と溶剤とに分離する。このとき、油脂の密度が溶剤の密度よりも小さい場合は再生槽の上部に溶剤が溜まり、油脂の密度が溶剤の密度よりも大きい場合は再生槽の下部に溶剤が溜まる。このようにして分離された油脂を再生槽から引き抜いた後に、油脂を含まない溶剤（再生洗浄溶媒）を再生槽から引き抜く。この再生洗浄溶媒は、洗浄槽に送られ、磁性粉の洗浄に再使用される。また、磁性粉の洗浄時に油脂とともに洗浄された固形物（砂粒子や金属粒子等）も溶媒再生槽の上部または下部から引き抜くことができる。
【００１６】
洗浄溶媒には、油脂を実質的に溶解せず、油脂と相分離する性状をもつ親水性溶剤を用いる。ここで「親水性溶剤」とは、水中から除去した疎水性物質を実質的に溶解しないか又は溶解する場合であってもその溶解量が僅かである（溶剤への溶解量が10％以下）溶剤と定義する。例えばメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールなどのアルコール類、フルオロカーボン類、シリコーン類、界面活性剤水溶液などを洗浄溶媒として用いることができる。これらのうち、炭素数３以下のアルコールの含有量を３０質量％以上６０質量％未満の範囲に調整したアルコール水溶液を洗浄溶媒に用いることが最も好ましい。洗浄溶媒を炭素数３以下の低級アルコールとしたのは、高分子化すると溶媒の安定性が低下し、変質または分解して再生することができなくなるおそれがある。アルコール濃度が３０％未満になると、十分な洗浄効果が得られないおそれがある。一方、アルコール濃度が６０％以上になると、装置を防爆構造にする必要があり、装置が大型化し、装置のコストも増大化するからである。ちなみに、装置の気密性を十分に保証しうる構造とすれば、フルオロカーボンを洗浄溶媒として用いることができる。フルオロカーボンは、洗浄力が高く、油脂との密度差が大きいことから混合液からの分離・再生が容易なだけでなく、揮発性も高いので洗浄後の磁性粉から溶媒を除去するのも容易にできる利点がある。また、フルオロカーボンは、不燃性であるため、装置全体を非防爆構造とすることができるという利点もある。
【００１７】
このような親水性溶剤を用いて磁性粉から吸着油脂を脱離すれば、洗浄処理後の混合液から磁性粉を比重分離するだけで磁性粉の再使用が可能になり、磁性粉の再生コストを大幅に下げることができる。このような親水性溶剤で磁性粉を洗浄するには、磁性粉の表面に吸着した油脂と洗浄溶媒とが置き換わる必要がある。この場合に、磁性粉表面の疎水性が強すぎると、親水性溶剤との置き換わりができなくなってしまい、その磁性粉を洗浄することができない。このため、ここに記載する実施形態の磁性粉では、表面性状を改善するために、フッ素有機化合物（フッ化樹脂）を磁性体粒子に被覆することがある。フッ素有機化合物を被覆する場合は、その被覆率をフッ素換算で20000μg/g以下とすることが好ましい。
【００１８】
（３）上記（１）又は（２）のいずれかにおいて、洗浄槽は、油脂吸着磁性粉および洗浄溶媒が導入される容器本体4bと、容器本体に被せられる蓋4cと、蓋に取り付けられ、磁化部材が混合液と接触しないように磁化部材を保護する保護筒43と、磁化部材を保護筒に出し入れするシリンダ機構48と、を有することが好ましい（図２、図８）。
【００１９】
ここに記載する実施の形態の装置は、洗浄槽を構成する主要な部材として容器本体、蓋、磁化部材の保護筒およびシリンダ機構を備えており、これらを用いることにより単一の洗浄槽において1) 磁性粉からの油脂の脱離、および2) 混合液からの磁性粉の分離の２つのプロセス操作を行うことができる。このため、装置全体として構成が簡略化され小型化されるという利点がある。
【００２０】
（４）上記（３）において、洗浄槽の容器本体が、混合液循環ライン、混合液引抜ライン、磁性粉引抜ラインおよび再生溶媒返送ラインの各々から切り離され得るようにシール継手を介して取り付けられていることが好ましい（図８）。
【００２１】
ここに記載する実施の形態の装置では、種々のプロセス流体が流れる配管ラインから洗浄槽の容器本体を取り外すことができるようにしている。すなわち、洗浄槽の容器本体を配管ラインから取り外しでき、また配管ラインに取り付けできるカートリッジ式としている。
【００２２】
洗浄槽の主要な構成部材である容器本体をカートリッジ式とすれば、メンテナンス時に取り外した容器本体を点検し、または修復し、または新品に交換することが容易になる。本実施形態では磁性粉を含む混合液がスクリュウ撹拌に加えて循環流動されるため、洗浄容器の内壁がエロージョンにより損傷を受ける。その対策として洗浄容器の内壁は種々の耐食コーティングにより被覆保護されるが、その寿命が長くないため、洗浄容器を高頻度で修復し、交換する必要がある。このため、洗浄槽にカートリッジ式の容器を採用するメリットは大きい。
【００２３】
（５）上記（４）において、上記のシール継手は、蓋を混合液循環ラインおよび再生溶媒返送ラインから脱着させるフランジ継手と、容器本体を混合液引抜ラインおよび磁性粉引抜ラインから脱着させるカップリング継手と、容器本体を蓋から脱着させるクランプ継手と、を有することが好ましい（図８）。
【００２４】
カートリッジ式洗浄槽において、フランジ継手、カップリング継手およびクランプ継手を液密性に優れたシールリングまたはガスケットによりそれぞれシールしているため、高揮発性の洗浄溶媒を含むプロセス流体が洗浄槽から外部に漏れ出すおそれがなく、衛生管理上の観点から安全に運転操作することができる。また、これらのシール継手は比較的簡易な構造であるので、保守点検時にカートリッジ式洗浄槽の容器本体を配管ラインから容易に取り外すことができる。
【００２５】
（６）上記（１）乃至（５）のいずれかにおいて、撹拌機構のスクリュウが洗浄槽の内部スペースの中央領域に配置され、複数の磁化部材がスクリュウを取り囲むように洗浄槽の内部スペースの周縁領域に配置されていることが好ましい（図５）。
【００２６】
回転駆動される撹拌機構のスクリュウは、洗浄溶媒にせん断力を与え、磁性粉の粒子間に吸着した油脂ばかりでなく、磁性粉の開気孔55に入り込んだ油脂をも脱離させることができる（図４の（ａ）と（ｂ））。このようにスクリュウによる混合液の撹拌を上記の循環流動と組み合わせることで、両者の相乗作用により高い洗浄効率を得ることができる。
【００２７】
また、このような配置とすることで、撹拌機構のスクリュウが複数の磁化部材（棒磁石が挿入された保護筒）と干渉することなく、混合液の撹拌流を各磁化部材に対して均等に衝突させて接触させることができるため、より多くの磁性粉を短時間で磁化部材に吸着させ、磁性粉を混合液から効率良く磁気的に分離することができる。
【００２８】
（７）上記（１）乃至（６）のいずれかにおいて、固液分離装置として液体サイクロンを用いることができる（図１）。
【００２９】
混合吸着槽から油脂を吸着した磁性粉を被処理水とともに液体サイクロンに受け入れ、遠心分離すると、比重の小さい軽い成分として水分が上部に上昇し、比重の大きい重い成分として油脂吸着磁性粉が下部に沈降し、これにより油脂吸着磁性粉のスラリーが液体サイクロンの底部ポット61に集められる。このようにして固液分離した油脂吸着磁性粉をスラリーの状態で液体サイクロンの底部ポット61から洗浄槽に排出する。
【００３０】
（８）上記（１）乃至（６）のいずれかにおいて、固液分離装置として膜ろ過器を用いることができる（図７）。
【００３１】
混合吸着槽から油脂を吸着した磁性粉を被処理水とともに膜ろ過器に送り、ろ過処理すると、ろ過膜33の上に油脂吸着磁性粉を堆積させ、油脂吸着磁性粉の堆積層を形成する。このようにして固液分離した油脂吸着磁性粉の堆積層に剥離水を吹き付け、堆積層をろ過膜33の上から剥離させ、剥離物（油脂吸着磁性粉）を懸濁液の状態で膜ろ過器から洗浄槽に排出する。
【００３２】
（９）ここに記載する実施の形態に係る磁性粉の洗浄方法は、吸着した油脂を磁性粉から脱離させる磁性粉の洗浄方法において、（i）油脂を含む被処理水中に吸着剤として磁性粉を添加し、水中の油脂を磁性粉に吸着させ、被処理水から油脂を吸着した磁性粉を固液分離し、これにより前記油脂吸着磁性粉をスラリーまたは懸濁液の状態とし、（ii）前記スラリーまたは懸濁液の状態とした前記油脂吸着磁性粉を洗浄槽内に導入し、（iii）有機溶剤を含む洗浄溶媒を前記洗浄槽内に供給し、（iv）前記洗浄槽内で油脂吸着磁性粉と洗浄溶媒を撹拌して混合液とし、（v）前記混合液を前記洗浄槽内で撹拌させながら、前記洗浄槽から槽外部に設けられた混合液循環ラインを通って前記洗浄槽内に戻るように前記混合液を循環させ、混合液の循環流動により磁性粉からの油脂の脱離を促進させるとともに、磁気分離機構の磁化部材を前記洗浄槽内の混合液中に配置し、前記磁化部材への磁性粉の吸着を促進させ、（vi）前記混合液の循環流動を停止させ、前記混合液循環ラインにある混合液を前記洗浄槽内に戻し、（vii）前記磁化部材に磁性粉を吸着させている間に、磁性粉がない混合液を前記洗浄槽から溶媒再生槽に排出し、これにより前記磁性粉がない混合液と前記油脂が脱離した磁性粉とに分離され、（viii）前記磁化部材による磁性粉の吸着を解除し、脱離した磁性粉に分散媒を供給して懸濁液とし、この磁性粉を含む懸濁液を前記洗浄槽から排出し、前記磁性粉を含む懸濁液を前記工程（i）において再利用し、（ix）前記工程（vii）において前記洗浄槽から排出された混合液を前記溶媒再生槽内にて静置させ、重力の作用により前記混合液を洗浄溶媒と油脂とに分離し、これにより前記混合液から洗浄溶媒が再生され、（x）前記工程（ix）で再生した洗浄溶媒を前記溶媒再生槽から前記洗浄槽に戻し、再生した洗浄溶媒を前記工程（iii）において再利用する（図６、図１０）。
【００３３】
ここに記載する実施の形態では、洗浄槽に油脂吸着磁性粉および洗浄溶媒をそれぞれ供給し、両者を撹拌して混合液とし、磁化部材により磁場を印加しながら混合液を撹拌および循環流動させると、磁性粉からの吸着油脂の脱離が促進されるとともに、磁性粉の磁化部材への磁気的吸着が促進される。
【００３４】
磁性粉を含まなくなった混合液を洗浄槽から排出し、代わりに分散媒（例えば水道水など）を供給する。この後、磁化部材を洗浄槽内から退出させ、磁性粉を分散媒に混合して懸濁液とし、水処理システムのタンク等に移送する。
【００３５】
また、混合液を槽外部の混合液循環ラインに循環流動させないと、洗浄槽の底部および磁性粉引抜用の排出ラインの配管の中に、微量の磁性粉が残存してしまう。これらは水流のあたり難いとこにいるために磁気分離機構で回収がしにくく、磁性粉の損失に繋がる。混合液循環ラインを設け、配管に残存する磁性粉を循環させて洗浄槽内に戻すことにより、磁性粉の回収率を飛躍的に高めることができる。また、混合液循環ラインの戻り配管を磁気分離機構の近傍に接続しておくと、磁性粉をさらに効率よく回収することができる。
【００３６】
（１０）上記（９）において、洗浄溶媒は、親水性溶剤として炭素数３以下のアルコールを３０質量％以上６０質量％未満含むアルコール水溶液であることが好ましい。
【００３７】
アルコール濃度が３０質量％未満であると、十分な洗浄効果が得られないおそれがある。一方、アルコール濃度が６０質量％を超えると、装置を防爆構造とする必要があり、装置が大型化し、装置のコストも増大化するからである。また、洗浄溶媒を炭素数３以下の低級アルコールとしたのは、高分子化すると溶媒の安定性が低下し、変質または分解して再生することが困難になるからである。
【００３８】
（１１）上記（９）又は（１０）のいずれかにおいて、工程（x）では、再生した洗浄溶媒を混合液循環ラインの一部を通して洗浄槽に戻すことができる（図２、図８）。
【００３９】
このように再生溶媒を通流させることにより、混合液循環ラインの配管内面のクリーニングを自動的にできるという利点がある。但し、混合液循環ラインL62から溶媒再生槽側への混合液の逆流を防止するために、再生溶媒返送ラインL91に逆止弁V9を取り付ける必要がある。
【００４０】
（１２）上記（９）乃至（１１）のいずれかにおいて、磁気分離機構は、磁化部材としての棒磁石と、棒磁石を洗浄槽内の混合液から遮る保護筒と、棒磁石を保護筒に出し入れするシリンダ機構と、を有すること、工程（viii）では、シリンダ機構により棒磁石を上昇させ、保護筒から棒磁石を取り出し、棒磁石による磁性粉の吸着を解除することができる（図２、図８）。
【００４１】
棒磁石の引き抜き速度が遅い場合や順次１本ずつ棒磁石を引き抜く場合は、磁性粉が凝集して大きな塊りを形成しやすく、磁性粉が洗浄槽底部に円滑に脱落しなくなるおそれがある。また、磁性粉の凝集塊は、配管の閉塞（詰り）を引き起こしやすく、その形成は好ましいものではない。
【００４２】
本実施形態では、シリンダ機構を用いて棒磁石を保護筒から迅速かつ一斉に引き抜くことにより、磁性粉が洗浄槽の底部に円滑に脱落する。とくに棒磁石が複数本ある場合は、全部の棒磁石を保護筒から一斉に引き抜くことで、保護筒の外面から磁性粉が非常に円滑に脱落するようになる。
【００４３】
次に、洗浄処理の対象となる磁性粉と洗浄処理に用いられる洗浄溶媒をそれぞれ説明する。
【００４４】
（磁性粉）
磁性粉のコア材料には各種の無機物粒子または金属粒子を用いることができる。無機物粒子として磁鉄鉱、チタン鉄鉱、磁硫鉄鉱、マグネシウムフェライト、コバルトフェライト、ニッケルフェライト、バリウムフェライト、溶融シリカ、結晶性シリカ、ガラス、タルク、アルミナ、ケイ酸カルシウム、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、マグネシア、窒化珪素、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、雲母等のセラミック粒子などがある。金属粒子としてアルミニウム、鉄、銅、及びこれらの合金がある。とくに、磁性粉のコア材料には各種のフェライト系化合物を好適に用いることができる。フェライト系化合物として鉄、鉄基合金、磁鉄鉱（マグネタイト）、チタン鉄鉱（イルメナイト）、磁硫鉄鉱（ピロータイト）、マグネシアフェライト、マンガンマグネシウムフェライト、マンガン亜鉛フェライト、コバルトフェライト、ニッケルフェライト、ニッケル亜鉛フェライト、バリウムフェライト、銅亜鉛フェライトなどを用いることができる。なお、磁性粉コアのすべてが磁性体で構成されている必要はない。例えば、非常に微細な磁性粉粒子を非磁性のバインダーで接着した結合体を磁性粉コアとしてもよい。また、磁性粉の表面がメチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシランなどのアルコキシシラン化合物で疎水化処理されていてもよい。
【００４５】
磁性粉の表面を各種の被覆材料で被覆することができる。例えば図３の（ａ）に示すように磁性体粒子57の表面を被覆材52で被覆することができる。被覆材料には、有機溶剤により溶かされない性質（溶剤不溶性）が求められる。被覆材料としてアクリル樹脂、スチレン樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、トリアルコキシシラン縮合物などの各種の高分子化合物を用いることができる。被覆材を例えばフッ素樹脂とする場合、被覆材はフッ素換算で50〜20000μg／gの被覆率となるように被覆することができる。また、磁性粉は、樹脂で被覆された磁性体粒子50が凝集した凝集体53であってもよい（図３の（ｂ））。油脂を吸着するためには固体の表面の性状が疎水性であることが必要である。磁性粉は、被覆層がフッ素換算で50〜20000μg／gの被覆率となるフッ素有機化合物を含有しているため、その表面性状が疎水性である。フッ素有機化合物の被覆率がフッ素換算で50μg／g 未満になると、十分な疎水性を得ることができず、油脂の吸着が阻害される。一方、フッ素有機化合物の被覆率がフッ素換算で20000μg/g を超えると、疎水性が強すぎるため磁性粉から吸着した油脂を脱離することが困難になり、後工程で洗浄溶媒により吸着油脂を磁性粉から脱離させ、磁性粉を再生することが難しくなる。被覆材で磁性体粒子の表面を被覆することにより、油脂のような疎水性物質を吸着させるのに必要な疎水性を得ることができる。これにより、水中において疎水性物質を液体の状態ばかりでなく固体の状態であっても吸着することができるようになる。例えばラードのような常温で固体状態にある固形油脂を吸着できる。
【００４６】
磁性粉には平均粒子径が15〜90μｍの多孔質の磁性体粒子を用いる。平均粒子径は、体積平均（Mean Volume Diameter）のことである。ここで、平均粒子径は、レーザー回折法により測定されたものである。具体的には、株式会社島津製作所製のＳＡＬＤ−ＤＳ２１型測定装置（商品名）などにより測定することができる。この大きさは、水中で磁性粉が程よく水と混ざり、静置すると比較的迅速に沈降する粒子径である。すなわち、磁性粉の平均粒子径が90μｍよりも大きいと、磁性粉の沈降速度が速すぎて水中に分散させる時に大きな動力を必要としてしまう場合があり、平均粒子径が15μｍより小さいと、静置した時の沈降速度が遅すぎて実用的でないからである。
【００４７】
磁性粉の形状は、球状、多面体、不定形など種々の形状を採用でき、特に球状または角が丸い多面体構造とすることが好ましい。これらの形状の粒子は、形状安定性に優れ、繰り返し使用する際に再現性の高い安定した性能を発揮する。これに対して、先鋭なエッジを持つ鋭角な形状の磁性粉粒子は好ましくない。粒子が先鋭なエッジを持つと、他の粒子の表面や被覆層を傷つけやすく、繰り返し使用するうちに形状が変化して吸着性能が大きく変動するおそれがあるからである。
【００４８】
（洗浄溶媒）
洗浄溶媒には、油脂を実質的に溶解せず、油脂と相分離する性状をもつ親水性溶剤が適している。ここで「親水性溶剤」とは、水中から除去した疎水性物質を実質的に溶解しないか又は疎水性物質を溶解する場合であってもその溶解量が10％以下であるものと定義する。また、「油脂」とは、水に対する溶解度が100 ppm以下の油（室温で液体）および脂肪（室温で固体）を包括的に含むものと定義する。各種溶媒に対する油脂の溶解性は、一般的には水に溶けず、アルコールには少し溶け、エーテルやベンゼンなどの有機溶剤にはよく溶ける。油脂類として各種の天然油脂および合成油脂が存在する。例えば軽油、灯油、重油、ガソリン、機械油、パラフィン、ワックス、シリコン油、植物油、スクワランなどがある。これらの天然／合成の油脂には各種の飽和および不飽和の脂肪酸類が含まれる。飽和脂肪酸には例えばパルミチン酸、ステアリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸などがあり、不飽和脂肪酸には例えばオレイン酸（モノ不飽和脂肪酸）、リノール酸（シ゛不飽和脂肪酸）、リノレン酸（トリ不飽和脂肪酸）、ステアリドン酸（テトラ不飽和脂肪酸）、イワシ酸（ヘ゜ンタ不飽和脂肪酸）、ドコサヘキサエン酸（ヘキサ不飽和脂肪酸）などがある。
【００４９】
洗浄溶媒に適した親水性溶剤として、例えばメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノールなどの各種アルコール類、あるいはトリクロロフルオロメタン、ジクロロフルオロメタンなどの各種フルオロカーボン、あるいはシリコーンオイル、シリコーンエマルションなどの各種シリコーン、あるいはカチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤などの各種界面活性剤の水溶液などがある。これらのうち炭素数３以下のアルコール類を質量比60％未満に調整したアルコール水溶液を洗浄溶媒に用いることが好ましい。このようなアルコール水溶液は、洗浄力が高いだけでなく不燃性であるため、装置全体を非防爆構造とすることができるからである。この時の好ましいアルコール濃度は30％以上であり、これより濃度が少ないと十分な洗浄効果が得られない場合がある。
【００５０】
また、洗浄槽や再生槽まわりの配管系の気密性を十分なレベルに保持することができるのであれば、洗浄溶媒にフルオロカーボンを用いることができる。フルオロカーボンは、密度が高く、油との密度差が大きいことから再生が容易なだけでなく、揮発性も高いために、洗浄後の磁性粉からフルオロカーボンを容易に除去することができるという利点があるからである。
【００５１】
ここに記載する実施の形態では、磁性粉の洗浄装置として据付け型と着脱カートリッジ型の２つのタイプを挙げているが、各タイプに用いられる装置は構成が異なるところがある。また、ここに記載する実施の形態の装置を用いる水処理方法には遠心分離法と膜ろ過法の２種類の方法があるが、各方法に用いられる装置においても構成が異なるところがあるので、以下それぞれについて述べる。
【００５２】
（第１の実施形態）
第１の実施形態として据付け型の洗浄装置を、遠心分離法を利用する水処理システムに適用する場合について図１〜図６を参照して説明する。
【００５３】
（第１の実施形態の装置）
本実施形態の磁性粉の洗浄装置は、図２に示す洗浄槽４、溶媒再生槽９および洗浄溶媒供給装置１０を含むものであり、図１に示す水処理システム１の配管ラインのなかに組み込まれている。水処理システム１は、磁性粉を被処理水から分離するための固液分離装置として液体サイクロン６を利用するものであり、とくに被処理水（排水）の流量が少ない場合や装置の設置面積が狭い場合などの制約があるとき有効に用いられるものである。また、本実施形態の洗浄装置では、洗浄槽４を取り外ししないで、洗浄槽４に油脂を吸着した磁性粉を直接供給し、洗浄再生を行うようにしている。
【００５４】
図１に示すように、水処理システム１は、混合吸着槽２、洗浄槽４、撹拌混合タンク５、液体サイクロン６、磁気分離装置７、磁性粉供給装置８、溶媒再生槽９、溶媒供給装置１０および図示しない原水供給源および処理水貯留槽を備えており、これらの機器及び装置が複数の配管ラインL1〜L93により互いに接続されている。これらのうち混合吸着槽２、洗浄槽４、撹拌混合タンク５は、スクリュウ型の撹拌機21,41,51をそれぞれ備えている。配管ラインL1〜L93には各種のポンプP1〜P10、バルブV1〜V9、図示しない種々の計測器およびセンサが取り付けられている。これらの計測器およびセンサから図示しない制御器の入力部に検出信号が入り、当該制御器の出力部からポンプP1〜P10、バルブV1〜V9および撹拌機21,41,51にそれぞれ制御信号が出され、それらの動作が制御されるようになっている。このように水処理システム１の全体は図示しない制御器によって統括的にコントロールされるようになっている。
【００５５】
混合吸着槽２は、被処理水を撹拌するスクリュウ型撹拌機21を有し、図示しない原水供給源からラインL1を介して被処理水となる排水（油脂を含む工場排水または生活排水）を受け入れ、被処理水を一時的に貯留しておく間に、磁性粉（吸着剤）が添加され、被処理水中に含まれる油脂を磁性粉に吸着させるものである。混合吸着槽２の上部にはラインL8を介して撹拌混合タンク５が接続され、撹拌混合タンク５から混合吸着槽２に磁性粉が供給されるようになっている。
【００５６】
撹拌混合タンク５は、磁性粉を分散媒である水と撹拌混合するためのスクリュウ型撹拌機51を有し、図示しない分散媒供給源から分散媒として水（例えば水道水）が供給されるとともに、ラインL10を介して磁性粉供給装置８から新規の磁性粉が供給されるようになっている。磁性粉は適量の水と撹拌混合タンク５内で撹拌・混合され、所望濃度の磁性粉を含む懸濁液が形成されるようになっている。また、撹拌混合タンク５には磁性粉返送ラインL7を介して洗浄槽４に接続され、洗浄槽４で分離された磁性粉がラインL7を通って撹拌混合タンク５に返送されるようになっている。また、撹拌混合タンク５は、バルブV2を有する磁性粉供給ラインL8を介して混合吸着槽２に適量の磁性粉懸濁液を供給するようになっている。
【００５７】
液体サイクロン６は、上部が広く下部が狭い円錐状の筒の中を、流体が旋回しながら流下することにより、遠心力の作用により固形分が壁面沿いに分離し、サイクロン下部のポット61へ沈降させるようになっている。ポット61には油脂を吸着した磁性粉を多量に含むスラリーが堆積される。また、ポット61にはバルブV1を有する排出ラインL4を介して洗浄槽４の上部に接続されている。一方、サイクロン６の上部にはラインL3を介して磁気分離装置７が接続され、分離された液分がラインL3を通って磁気分離装置７に排出されるようになっている。
【００５８】
磁気分離装置７は、入側がサイクロン上部排出ラインL3に連通する分離セルと、この分離セルを取り囲み、分離セル内に誘導磁界を生成させる磁気コイルと、分離セルの出側から洗浄槽４までの間に設けられた磁性粉排出ラインL51と、分離セルの出側から図示しない処理水タンクまでの間に設けられた処理水排出ラインL52と、を備えている。磁性粉排出ラインL51および処理水排出ラインL52にはポンプP5,P6がそれぞれ設けられている。磁気分離装置７では油分を吸着した磁性粉を水中から磁気的に分離し、分離した油分吸着磁性粉をラインL5を介して洗浄槽４に送る一方で、処理水をラインL9を介して処理水タンクに送るようになっている。
【００５９】
図２を参照して洗浄装置を構成する洗浄槽４および溶媒再生槽９をそれぞれ説明する。
【００６０】
洗浄槽４は、油脂吸着磁性粉と洗浄溶媒を混合・撹拌し、磁性粉から吸着油脂を脱離させるとともに、脱離した油脂及び洗浄溶媒の混合液から磁性粉を磁気的に分離するものである。洗浄槽４の上部には、上述したサイクロン６からの固形分排出ラインL4の他に、磁気分離装置７からの磁性粉排出ラインL51および溶媒再生槽９からの再生溶媒返送ラインL91がそれぞれ接続され、さらに分散媒供給ラインL12および混合液循環ラインL62がそれぞれ接続されている。一方、洗浄槽底部の排出口4dには混合液引抜ラインL6および磁性粉引抜ラインL7がそれぞれ接続されている。
【００６１】
固形分排出ラインL4からは油脂吸着磁性粉を含むスラリーが洗浄槽４内に導入されるようになっている。磁性粉排出ラインL51からは油脂吸着磁性粉を含む懸濁液が洗浄槽４内に導入されるようになっている。分散媒供給ラインL12からは分散媒として水道水または工業用水が洗浄槽４内に導入されるようになっている。
【００６２】
底部の引抜ラインL6と上部の循環ラインL62とは、中間の循環ラインL61を介して接続されている。これら３つのラインL6,L61,L62は洗浄槽４を通るループ状の循環回路を形成する。詳しくは、洗浄槽４→三方弁V7→混合液引抜ラインL6→ポンプP4→三方弁V6→混合液循環ラインL61→三方弁V3→三方弁V8→混合液循環ラインL62→洗浄槽４からなる循環回路である。ポンプP4を起動させると、混合液は、洗浄槽４内から槽外部の循環ラインL6,L61,L62を通って再び洗浄槽４内に戻され、循環回路に沿って槽外部と槽内部とを通流して循環するようになっている。
【００６３】
三方弁V7は、洗浄槽底部の排出ラインが２つの引抜ラインL6,L7に分岐するところに取り付けられている。三方弁V7の流路を切り替え、ポンプP2を起動させると引抜ラインL7を通って磁性粉を含む懸濁液が撹拌混合タンク５に送られるようになっている。さらに三方弁V7を他の流路に切り替え、ポンプP4を起動させると、引抜ラインL6を通って前述の循環回路を混合液が循環流動するか、またはラインL63を通って溶媒再生槽９に混合液が送られるか、またはドレインラインL64を通って混合液が排出されるようになっている。
【００６４】
三方弁V6は、引抜ラインL6が２つのラインL61,L64に分岐するところに取り付けられている。三方弁V6の流路を切り替えると、洗浄槽４内の混合液がドレインラインL64を通って系外へ排出されるようになっている。さらに三方弁V6を他の流路に切り替えると、前述のように循環ラインL61を通って循環回路を混合液が循環流動するようになっている。
【００６５】
三方弁V3は、循環ラインL61が２つのラインL62,L63に分岐するところに取り付けられている。三方弁V3の流路を切り替え、ポンプP4を起動させるとラインL63を通って洗浄槽４から溶媒再生槽９に混合液が送られるようになっている。さらに三方弁V3を他の流路に切り替えると、前述のように循環ラインL62を通って循環回路を混合液が循環流動するようになっている。
【００６６】
三方弁V8は、前述の三方弁V3よりも循環ラインL62の下流側に位置し、再生溶媒返送ラインL91が循環ラインL62に合流するところに取り付けられている。三方弁V8の流路を切り替え、ポンプP7を起動させるとラインL91,L62を通って溶媒再生槽９から洗浄槽４に再生溶媒が送られるようになっている。さらに三方弁V8を他の流路に切り替えると、前述のように循環ラインL62を通って循環回路を混合液が循環流動するようになっている。なお、再生溶媒返送ラインL91には逆止弁V9が取り付けられ、循環ラインL62から溶媒再生槽９のほうに混合液が逆流しないようにしている。
【００６７】
洗浄槽４は、有底円筒状の容器本体4bに円形状の蓋4cを被せてなり、その容積は約５０〜２０００リットル相当である。
【００６８】
容器本体4bと蓋4cは、耐エロージョン性に優れた金属材料、例えばオーステナイト系ステンレス鋼（SUS304,SUS316等）などを用いて作製されている。さらに、容器本体4bと蓋4cの内面を耐エロージョン性に優れるコーティング層で被覆してもよい。耐エロージョン性コーティング材料として例えばセラミック焼結体を用いることができる。
【００６９】
蓋4cの内面には８つの保護筒43が取り付けられ、各保護筒43のなかに棒磁石42がそれぞれ挿入されている。図２に示すように、保護筒43は洗浄容器本体4bの上部から下部の近傍まで設けられ、複数本の棒磁石42がエアシリンダーを有するシリンダ機構48により昇降可能に支持されている。棒磁石42の上端部にはストッパ42Sが形成されている。これらの棒磁石42はシリンダ機構48により上方から保護筒43内に同時に挿入され、また保護筒43から同時に引き抜かれるようになっている。シリンダ機構48は図示しない制御器により制御されるようになっている。
【００７０】
図５に示すように、棒磁石42用の保護筒43が撹拌機41のスクリュウと干渉しないようにするために、撹拌機41のスクリュウを洗浄槽４の中央に配置し、撹拌機41のスクリュウを取り囲むようにその周囲に８つの保護筒43が等間隔に配置されている。本実施形態では棒磁石42用の保護筒43を８本としているが、これのみに限定されるものではなく、棒磁石42用の保護筒43を３本、４本、５本、６本、７本、９本、１０本とすることもできる。
【００７１】
溶媒再生槽９は、洗浄溶媒供給装置１０からラインL11を介して新規の洗浄溶媒が供給されるとともに、洗浄槽４からの磁性粉を含まない混合液を受け入れ、所定の期間にわたり静置しておき、重力の作用により混合液を洗浄溶媒（有機溶剤）と油脂と汚泥とに分離し、これらの分離した成分をラインL91,L93,L92を介してそれぞれ排出するものである。
【００７２】
溶媒再生槽９の上部には溶媒供給ラインL11により洗浄溶媒供給装置１０が接続されている。洗浄溶媒供給装置１０は、未使用の新鮮な洗浄溶媒が収容されたタンク容器と、このタンク容器に内蔵されたポンプと、この内蔵ポンプの駆動によりタンク容器から取り出される洗浄溶媒の流量を制御するマスフローコントローラとを備えている。溶媒再生槽９内の洗浄溶媒の残量が予め定めた最小量を下回ることをセンサ（図示せず）が検出すると、その検出信号がコントローラ（図示せず）の入力部に送られ、さらにコントローラから洗浄溶媒供給装置１０の内蔵ポンプとマスフローコントローラにそれぞれ制御信号が送られ、これにより未使用の洗浄溶媒が溶媒供給ラインL11を通って溶媒再生槽９に供給されるようになっている。
【００７３】
洗浄溶媒供給装置１０は、洗浄溶媒としてエタノール水溶液（例えば、水：エタノール＝42：58）を溶媒再生槽９に供給するようになっている。溶媒再生槽９と洗浄槽５との間には溶媒供給ライン（再生溶媒返送ライン）L91が設けられている。つまり、新規の洗浄溶媒は、洗浄溶媒供給装置１０から溶媒再生槽９を経由し、さらにラインL91を通って洗浄槽４に供給されるようになっている。
【００７４】
溶媒再生槽９の中間部には、再生溶媒返送ライン（溶媒供給ライン）L91が接続されている。この再生溶媒返送ラインL91は三方弁V8のところで上述の混合液循環ラインL62に合流している。再生溶媒返送ラインL91にはポンプP7が設けられ、ポンプP7の駆動により再生した洗浄溶媒（親水性溶剤）が溶媒再生槽９の中間部からラインL91,L62を通って洗浄槽４に返送されるようになっている。なお、再生溶媒返送ラインL91が混合液循環ラインL62と合流する合流点には三方弁V8が設けられ、この三方弁V8の直ぐ上流側には逆止弁V9が取り付けられている。この逆止弁V9により循環ラインL62からの混合液が返送ラインL91の側に逆流するのを防止している。
【００７５】
溶媒再生槽９の上部には、油脂排出ラインL93が接続されている。油脂排出ラインL93にはバルブV5とポンプP10が取り付けられている。バルブV5を開け、ポンプP10を起動させると、溶媒再生槽９の上部から分離した油脂が図示しない廃油タンクに排出されるようになっている。
【００７６】
溶媒再生槽９の下部には、汚泥排出ラインL92が接続されている。汚泥排出ラインL92にはバルブV4が取り付けられている。バルブV4を開けると、溶媒再生槽９の下部から沈殿した汚泥が図示しない汚泥貯留ピットに排出されるようになっている。
【００７７】
（第１の実施形態の方法）
次に、図５と図６を参照して上記の洗浄装置を用いる第１の水処理方法を説明する。第１の水処理方法では遠心分離法を利用する。
【００７８】
被処理水として機械油を含む工場排水（油脂含有水）を図示しない排水源からラインL1を介して混合吸着槽２内に導入し、これに撹拌混合タンク５からの磁性粉スラリーを添加する。
【００７９】
撹拌機21のスクリュウを回転駆動させ、混合吸着槽２内で被処理水と磁性粉スラリーとを撹拌して混合する（工程Ｓ１）。撹拌機21による混合液の撹拌をしばらく続け、図４の（ａ）に示すように磁性粉50の表面凹凸の凹所54および開気孔55に水中の油脂56を吸着させる（工程Ｓ２）。また、磁性粉が図３の（ｂ）に示す凝集体53である場合は、磁性粉の粒子間にも油脂56が吸着される。なお、被処理水中の磁性粉の濃度は、被処理水中の油脂濃度により調整されるが、例えば油脂濃度の1〜10倍になるようにする。
【００８０】
本実施形態の固液分離工程Ｓ３は液体サイクロン６でおこなわれる。ポンプP1を起動させ、混合吸着槽２からラインL7を通ってサイクロン６に混合液を供給する。サイクロン６内に導入された混合液は、サイクロン６の内周壁に沿って高速旋回し、遠心力の作用により油脂吸着磁性粉が水から分離され、分離された油脂吸着磁性粉および固形分がスラリーの状態でサイクロン下部のポット61に溜まる。このようにして混合液から油脂吸着磁性粉が固液分離される（工程Ｓ３）。
【００８１】
バルブV1を開け、ポット61から油脂吸着磁性粉スラリーをラインL4を通って洗浄槽４に流下させる。バルブV1の開閉は、定期的におこなってもよいし、ポット61内のスラリー量に応じて随時おこなってもよい。一方、ポット61に捕捉されることなく、サイクロン６から上部ラインL3を通って系外に流出しようとする磁性粉は、磁気分離装置７により処理水から磁気的に分離され、ラインL51を通って洗浄槽４に送られる（工程Ｓ４）。
【００８２】
洗浄溶媒供給装置10の内蔵ポンプおよびポンプP7をそれぞれ起動し、洗浄溶媒供給装置10から溶媒再生槽９およびラインL91,L62を経由して洗浄槽４内に洗浄溶媒を供給する。本実施形態では洗浄溶媒としてエタノール水溶液（水：エタノール＝42：58）を用いた。
【００８３】
次いで、三方弁V3,V7,V8の流路を切り替え、撹拌機41およびポンプP4をそれぞれ起動し、撹拌機41のスクリュウの回転により洗浄槽４内の混合液を撹拌しながら、ポンプP4の駆動により槽外部の循環ラインL6,L61,L62に混合液を循環流動させる。この槽内でのスクリュウ撹拌と槽外での循環流動との組み合わせにより、油脂/磁性粉/固形分/洗浄溶媒を含む混合液が十分に撹拌され、油脂吸着磁性粉と洗浄溶媒とが十分に接触し、磁性粉からの油脂の脱離が促進される（工程Ｓ５）。
【００８４】
洗浄槽底部のバルブV7を閉じ、次いでポンプP4の駆動を停止し、循環ラインL6,L61,L62における混合液の循環流動を終了させる。これにより混合液が循環ラインL6,L61,L62から洗浄槽４内に戻る。このとき撹拌機41のスクリュウの回転駆動を停止させてもよいし、そのまま撹拌機スクリュウの回転駆動を続けてもよい。
【００８５】
次いで、シリンダ機構48により８本の棒磁石42を同時に下降させ、８つの保護筒43のなかに棒磁石42を一括挿入する。棒磁石42から混合液に磁力を印加しながら、撹拌機41のスクリュウの回転により洗浄槽４内の混合液を撹拌すると、図５に示すように混合液は図中の矢印45のように流動し、保護筒43の外周面に磁性粉53が吸着する。
【００８６】
所定時間経過後に撹拌機41を停止させ、洗浄槽４内における混合液の撹拌を終了する。次いで、保護筒43に磁性粉53を吸着させたままの状態で、洗浄槽底部のバルブV7を開け、三方弁V3の流路をラインL63側へ切り替え、ポンプP4を起動させ、洗浄槽４内の混合液を溶媒再生槽９に排出する。この排出した混合液中には実質的に磁性粉が含まれていない。溶媒再生槽９において混合液を例えば５〜３０分間の静置時間だけ静置しておき、重力の作用により洗浄溶媒と油脂と汚泥とに分離させる。これにより混合液から洗浄溶媒（親水性溶剤）が再生される（工程Ｓ６）。
【００８７】
溶媒再生槽９内での混合液成分の分離（洗浄溶媒の再生）が完了すると、三方弁V8の流路をラインL62側に切り替え、ポンプP7を起動させ、分離した洗浄溶媒を溶媒再生槽９の中間部から引き抜き、返送ラインL91,L62を介して洗浄槽４に送る。これにより再生溶媒が洗浄槽４において再利用される（工程Ｓ６→工程Ｓ５）。なお、分離した油脂は、ポンプP10の駆動により排出ラインL93を通って廃油タンク（図示せず）に排出される。また、分離した汚泥は、バルブV4を開けてドレインラインL92を通って汚泥貯留ピットに（図示せず）に排出される。
【００８８】
一方、洗浄槽４から混合液を排出した後に、シリンダ機構48により棒磁石42を洗浄槽４内から一斉に引き上げ、保護筒43から磁性粉を脱落させる。次いで、図示しない水供給源から分散媒供給ラインL12を介して洗浄槽４内に水道水を供給し、洗浄槽内の磁性粉に水道水を加えてスラリー状または懸濁液状とする。槽底部のバルブV7を開け、ポンプP2を起動し、スラリー状または懸濁液状の磁性粉をラインL7を介して洗浄槽４から撹拌混合タンク５へ排出する（工程Ｓ７）。洗浄槽４内から磁気分離回収した磁性粉は、撹拌混合タンク５内で新規の磁性粉と混合され、再利用される（工程Ｓ７→工程Ｓ１）。このようにして磁性粉を、油脂の吸着→遠心分離→油脂の脱離→磁気分離→油脂の吸着からなるサイクルに従って繰り返し再利用することができる。
【００８９】
上記の実施形態によれば、混合液循環ラインを洗浄槽の外部に設けることにより、磁性粉からの油脂の脱離が促進される。とくに洗浄槽内での混合液の撹拌流動と洗浄槽外での混合液の循環流動とを組み合わせることにより、混合液の洗浄効率が飛躍的に高まる。
【００９０】
（第２の実施形態）
次に第２の実施形態としてカートリッジ型の洗浄装置を、膜ろ過法を利用する水処理システムに適用する場合について図７〜図１０を参照して説明する。なお、本実施形態が上記の実施形態と重複する部分の説明は省略する。
【００９１】
（第２の実施形態の装置）
図７と図８を参照して第２の実施形態の水処理システム１Ａに用いる洗浄装置を説明する。
【００９２】
本実施形態の磁性粉の洗浄装置は、図８に示す洗浄槽４Ａ、溶媒再生槽９Ａおよび洗浄溶媒供給装置１０を含むものであり、図７に示す水処理システム１Ａの配管ラインのなかに組み込まれている。水処理システム１Ａは、磁性粉を被処理水から分離するための固液分離装置として膜ろ過器３を利用するボディーフィード法に用いられ、とくに水中の油脂の濃度が高い場合に有効に利用されるものである。
【００９３】
水処理システム１Ａは、混合吸着槽２Ａ、膜ろ過器３、洗浄槽４Ａ、撹拌混合タンク５、磁性粉供給装置８、溶媒再生槽９Ａ、溶媒供給装置１０および図示しない原水供給源および処理水貯留槽を備えており、これらの機器及び装置が複数の配管ラインL1〜L93により互いに接続されている。これらのうち混合吸着槽２Ａ、洗浄槽４Ａ、撹拌混合タンク５は、スクリュウ型の撹拌機21,41,51をそれぞれ備えている。配管ラインL1〜L93には各種のポンプP1〜P10、バルブV1〜V9、図示しない種々の計測器およびセンサが取り付けられている。これらの計測器およびセンサから図示しない制御器の入力部に検出信号が入り、当該制御器の出力部からポンプP1〜P10、バルブV1〜V9および撹拌機21,41,51にそれぞれ制御信号が出され、それらの動作が制御されるようになっている。
【００９４】
混合吸着槽２Ａは、被処理水を撹拌する撹拌スクリュウ21を有し、図示しない原水供給源からラインL1を介して被処理水となる工場排水が導入されるようになっている。混合原水槽２Ａは、原水を一時的に貯留して原水の流量を平準化する機能と、磁性粉を原水に添加して両者を混合させ、水中の油脂を磁性粉に吸着させる機能とを兼ね備えている。混合吸着槽２の上部にはラインL6を介して撹拌混合タンク５が接続され、撹拌混合タンク５から混合吸着槽２に磁性粉が供給されるようになっている。
【００９５】
撹拌混合タンク５は、磁性粉を水と撹拌混合するためのスクリュウ型撹拌機51を有し、図示しない分散媒供給源から分散媒として水（例えば水道水）が供給されるとともに、ラインL10を介して磁性粉供給装置８から新規の磁性粉が供給されるようになっている。磁性粉は適量の水と撹拌混合タンク５内で撹拌・混合され、所望濃度の磁性粉を含む懸濁液が形成されるようになっている。また、撹拌混合タンク５には磁性粉返送ラインL5を介して洗浄槽４Ａに接続され、洗浄槽４Ａで分離された磁性粉がラインL5を通って撹拌混合タンク５に返送されるようになっている。
【００９６】
固液分離装置としての膜ろ過器３は、内部を上部スペース31と下部スペース32とに仕切るろ過膜33を内蔵している。膜ろ過器の上部スペース31は、加圧ポンプP1を有する被処理水供給ラインL2を介して混合吸着槽２Ａに接続されている。また、上部スペース31の側部にはポンプP3を有する剥離水供給ラインL31および剥離物排出ラインL4がそれぞれ接続されている。
【００９７】
一方、膜ろ過器の下部スペース32は、２つの三方弁V1,V2を有する処理水配水ラインL3に接続されている。第１の三方弁V1のところで被処理水配水ラインL3から上述の剥離水供給ライン（第１の処理水利用ライン）L31が分岐している。第２の三方弁V2のところで被処理水配水ラインL3から２つのラインL32とL33がそれぞれ分岐している。一方の分岐ライン（第２の処理水利用ライン）L32は、ポンプP2を有する処理水送水ラインL32に接続されている。他方の分岐ライン（第３の処理水利用ライン）L33は、ポンプP4を有し、後述する洗浄槽４Ａの上部に接続されている。
【００９８】
次に図８を参照して洗浄槽４Ａおよび溶媒再生槽９Ａを詳しく説明する。
【００９９】
本実施形態では、洗浄槽４Ａが磁性粉を収容して搬送しうるカートリッジ（可搬容器）の機能を有しており、カートリッジ式の洗浄容器をラインの配管から取り外し、洗浄容器ごと磁性粉を搬送することができる形態としている。
【０１００】
洗浄槽４Ａは、油脂吸着磁性粉と洗浄溶媒を混合・撹拌し、磁性粉から吸着油脂を脱離させるとともに、脱離した油脂及び洗浄溶媒の混合液から磁性粉を磁気的に分離するものである。洗浄槽４Ａの上部には、上述した膜ろ過器３からの排出ラインL4の他に、溶媒再生槽９Ａからの再生溶媒返送ラインL91が接続され、さらに分散媒供給ラインL12および混合液循環ラインL82がそれぞれ接続されている。一方、洗浄槽底部の排出口4dには混合液引抜ラインL8および磁性粉引抜ラインL5がそれぞれ接続されている。
【０１０１】
洗浄槽４Ａは、有底円筒状の容器本体４ｂと、容器本体４ｂの上部開口を塞ぐ蓋４ｃと、を備えている。洗浄槽４Ａの容積は約５０〜２０００リットル相当とすることができる。
【０１０２】
容器本体4bと蓋4cは、耐エロージョン性に優れた金属材料、例えばオーステナイト系ステンレス鋼（SUS304,SUS316等）などを用いて作製されている。さらに、容器本体4bと蓋4cの内面を耐エロージョン性に優れるコーティング層で被覆してもよい。耐エロージョン性コーティング材料として例えばセラミック焼結体を用いることができる。
【０１０３】
蓋4cの外面には複数の管フランジ4fが取り付けられている。これらの管フランジ4fは配管ラインL4,L12,L33,L82の管フランジ5fとそれぞれボルトで締結されることにより管フランジ継手4f,5fを形成している。
【０１０４】
洗浄槽の容器本体4bと蓋4cとはクランプ継手70を用いて脱着可能に連結されている。クランプ継手70は、１対のクランプアーム71,72、クランプアーム71,72の一端を連結するジョイント73および締付ボルト74を備えている。なお、クランプ継手70の取り付け部位において、容器本体フランジ46と蓋4cとの接合面には環状の溝が形成され、この環状溝にシールリング47が嵌め込まれている。１対のクランプアーム71,72により容器本体のフランジ46と蓋4cの周縁部とを挟み込み、締付ボルト74を締め付けると、ボルト締付力がクランプアーム71,72を介して容器本体フランジ46と蓋4cに伝達され、面圧が増加し、シールリング47が圧下されて容器本体／蓋の継手がシールされる。一方、締付ボルト74を緩めると、１対のクランプアーム71,72を容器本体／蓋から取り外し、さらに上述の管フランジ継手4f,5fを取り外し、これにより容器本体4bから蓋4cを取り外すことができる。
【０１０５】
図９を参照してカップリング継手80を説明する。
【０１０６】
容器本体4bの底部配管88と三方弁V7の主流路配管89とはカップリング継手80を用いて脱着可能に連結されている。カップリング継手80は、１対２組のカップリングアーム81,82、ボルト83、リベット83r、ナット84、スリーブ85、リテーナ（保持板）86およびガスケット87を備えている。各ボルト83の基端部はリベット83rにより一方のカップリングアーム81の端部に回動可能に保持されている。
【０１０７】
配管88,89にリテーナ（保持板）86およびガスケット87をそれぞれ取り付け、位置合せしながら両配管88,89の間にスリーブ85を挿入し、一方のカップリングアーム81をスリーブ85に装着し、ボルト83に他方のカップリングアーム82のボルト穴をそれぞれ通して他方のカップリングアーム82をスリーブ85に装着し、ナット84を締め付けると、両配管88,89をシール接続するカップリング継手80が組みあがる。このようにして組み立てたカップリング継手80を取り外す場合は、ボルト83に締付けられたナット84を緩めるだけの簡単な作業でできるようになっている。
【０１０８】
磁気分離機構を説明する。
【０１０９】
蓋4cの内面には複数の保護筒43が取り付けられ、各保護筒43のなかに棒磁石42Aがそれぞれ挿入されている。図２に示すように、保護筒43は洗浄容器本体4bの上部から下部の近傍まで設けられ、複数本の棒磁石42Aがエアシリンダーを有するシリンダ機構48により昇降可能に支持されている。
【０１１０】
棒磁石42Aの上部にはストッパ42Sが形成され、さらにその上の最上端部にはグリップ42aが形成されている。シリンダ機構48はロッドの先端にハンド49を備えている。ハンド49は開閉可能な１対のフィンガー部材を有している。シリンダ機構48は、ハンド49の１対のフィンガー部材を開き、エアシリンダーからロッドを突出させてハンド49を棒磁石42Aの最上端部に位置させ、ハンド49の１対のフィンガー部材を閉じてグリップ42aを把持し、ロッドをエアシリンダーに退入させることにより、棒磁石42Aを保護筒43から引き抜くようになっている。このシリンダ機構48は図示しない制御器により制御されるようになっている。
【０１１１】
洗浄槽４Ａに接続される各ラインを説明する。
【０１１２】
剥離物排出ラインL4からは油脂吸着磁性粉を含む剥離物が洗浄槽４Ａ内に導入されるようになっている。分散媒供給ラインL12からは分散媒として水道水または工業用水が洗浄槽４Ａ内に導入されるようになっている。また、第３の処理水利用ラインL33からは分散媒として膜ろ過された処理水が洗浄槽４Ａ内に導入されるようになっている。
【０１１３】
底部の引抜ラインL8と上部の循環ラインL82とは、中間の循環ラインL81を介して接続されている。これら３つのラインL8,L81,L82は洗浄槽４Ａを通るループ状の循環回路を形成する。詳しくは、洗浄槽４Ａ→三方弁V7→混合液引抜ラインL8→ポンプP8→三方弁V6→混合液循環ラインL81→三方弁V3→三方弁V8→混合液循環ラインL82→洗浄槽４Ａからなる循環回路である。ポンプP8を起動させると、混合液は、洗浄槽４Ａ内から槽外部の循環ラインL8,L81,L82を通って再び洗浄槽４Ａ内に戻され、循環回路に沿って槽外部と槽内部とを通流して循環するようになっている。
【０１１４】
三方弁V7は、洗浄槽底部の排出ラインが２つの引抜ラインL5,L8に分岐するところに取り付けられている。三方弁V7の流路を切り替え、ポンプP5を起動させると引抜ラインL5を通って磁性粉を含む懸濁液が撹拌混合タンク５に送られるようになっている。さらに三方弁V7を他の流路に切り替え、ポンプP8を起動させると、引抜ラインL6を通って前述の循環回路を混合液が循環流動するか、またはラインL83を通って溶媒再生槽９Ａに混合液が送られるか、またはドレインラインL84を通って混合液が排出されるようになっている。
【０１１５】
三方弁V6は、引抜ラインL8が２つのラインL81,L84に分岐するところに取り付けられている。三方弁V6の流路を切り替えると、洗浄槽４Ａ内の混合液がドレインラインL84を通って系外へ排出されるようになっている。さらに三方弁V6を他の流路に切り替えると、前述のように循環ラインL81を通って循環回路を混合液が循環流動するようになっている。
【０１１６】
三方弁V3は、循環ラインL81が２つのラインL82,L83に分岐するところに取り付けられている。三方弁V3の流路を切り替え、ポンプP8を起動させるとラインL83を通って洗浄槽４Ａから溶媒再生槽９Ａに混合液が送られるようになっている。さらに三方弁V3を他の流路に切り替えると、前述のように循環ラインL82を通って循環回路を混合液が循環流動するようになっている。
【０１１７】
三方弁V8は、前述の三方弁V3よりも循環ラインL82の下流側に位置し、再生溶媒返送ラインL91が循環ラインL82に合流するところに取り付けられている。三方弁V8の流路を切り替え、ポンプP9を起動させるとラインL91,L82を通って溶媒再生槽９Ａから洗浄槽４Ａに再生溶媒が送られるようになっている。さらに三方弁V8を他の流路に切り替えると、前述のように循環ラインL82を通って循環回路を混合液が循環流動するようになっている。なお、再生溶媒返送ラインL91には逆止弁V9が取り付けられ、循環ラインL82から溶媒再生槽９Ａのほうに混合液が逆流しないようにしている。
【０１１８】
次に溶媒再生槽９Ａを説明する。
【０１１９】
溶媒再生槽９Ａは、洗浄溶媒供給装置１０からラインL11を介して新規の洗浄溶媒が供給されるとともに、洗浄槽４Ａからの磁性粉を含まない混合液を受け入れ、混合液を所定の期間にわたり静置しておき、重力の作用により混合液を洗浄溶媒（有機溶剤）と油脂と汚泥とに分離し、これらの分離した各成分をラインL91,L93,L92を介してそれぞれ排出するものである。
【０１２０】
溶媒再生槽９Ａの上部には溶媒供給ラインL11により洗浄溶媒供給装置１０が接続されている。洗浄溶媒供給装置１０は、洗浄溶媒としてエタノール水溶液（例えば、水：エタノール＝70：30）を溶媒再生槽９Ａに供給するようになっている。溶媒再生槽９Ａから洗浄槽５Ａまでの間には再生溶媒返送ラインL91が設けられている。
【０１２１】
この再生溶媒返送ラインL91は溶媒再生槽９Ａの中間部に接続されている。また、再生溶媒返送ラインL91は三方弁V8のところで上述の混合液循環ラインL82に合流している。再生溶媒返送ラインL91にはポンプP9が設けられ、ポンプP9の駆動により再生した洗浄溶媒（親水性溶剤）が溶媒再生槽９Ａの中間部からラインL91,L82を通って洗浄槽４Ａに返送されるようになっている。なお、再生溶媒返送ラインL91が混合液循環ラインL82と合流する合流点には三方弁V8が設けられ、この三方弁V8の直ぐ上流側には逆止弁V9が取り付けられている。この逆止弁V9により循環ラインL82からの混合液が返送ラインL91の側に逆流するのを防止している。
【０１２２】
溶媒再生槽９Ａの上部には、油脂排出ラインL93が接続されている。油脂排出ラインL93にはバルブV5とポンプP10が取り付けられている。バルブV5を開け、ポンプP10を起動させると、溶媒再生槽９Ａの上部から分離した油脂が図示しない廃油タンクに排出されるようになっている。
【０１２３】
溶媒再生槽９Ａの下部には、汚泥排出ラインL92が接続されている。汚泥排出ラインL92にはバルブV4が取り付けられている。バルブV4を開けると、溶媒再生槽９Ａの下部から沈殿した汚泥が図示しない汚泥貯留ピットに排出されるようになっている。
【０１２４】
（第２の実施形態の方法）
次に、図１０を参照して上記の洗浄装置を用いる第２の水処理方法として膜ろ過器を利用するボディーフィード法を説明する。
【０１２５】
本実施形態では、先ず磁性粉と分散媒とを混合して懸濁液を調整するが、この場合に使用する分散媒は、混合吸着槽２Ａ内に存在する被処理水（油脂を含む工場排水）とする。すなわち、本実施形態では、磁性粉供給８から撹拌混合タンク５に磁性粉を供給し、撹拌混合タンク５内で磁性粉と適量の水道水を撹拌混合して磁性粉スラリーを作製し、撹拌混合タンク５から磁性粉スラリーを混合吸着槽２Ａ内の被処理水中に直接投入し、被処理水から懸濁液を調整する（工程Ｋ１）。懸濁液中の磁性粉の濃度は、以下の操作によってろ過層が形成できればよく、例えば10000〜200000mg/L程度に調整する。
【０１２６】
撹拌機21による混合液の撹拌をしばらく続け、図４の（ａ）に示すように磁性粉50の表面凹凸の凹所54および開気孔55に水中の油脂56を吸着させる（工程Ｋ２）。
【０１２７】
次いで、懸濁液を膜ろ過器３のろ過膜33に通水し、懸濁液中の磁性粉をろ過膜33上にろ過堆積させ、磁性粉が積層してなる堆積層を形成する（工程Ｋ３）。なお、ろ過膜33に対する通水は加圧下で行われる。このとき、堆積層の形成と被処理水のろ過処理とは同時並行して行われる。なお、本実施形態の方法では、ろ過膜33のろ面は水平であるほうが好ましい。
【０１２８】
また、ろ過層は、上述のように外力の作用によって形成及び保持されるので、上述したフィルタリングは、例えばろ過膜33を所定の容器の容器口を塞ぐようにして配置し、このように配置したろ過膜33上に磁性粉が残留し、配列及び積層されるようにする。この場合、上記容器の壁面からの外力及び上方に位置する磁性粉の重さに起因した下方に向けての外力（重力）によって、堆積層は形成及び保持されることになる。
【０１２９】
上述のようにして磁性粉に被処理水中の油脂を吸着させた後、剥離水をろ過膜33上の堆積層に噴射し、堆積層をろ過膜33から剥離させ、剥離物にさらに水噴射して剥離物をばらばらに分解し、油脂を吸着した磁性粉を水中でばらばらの状態にする（工程Ｋ４）。なお、堆積層の剥離には水を使用するが、界面活性剤や有機溶媒を用いることも可能である。
【０１３０】
膜ろ過器３の上部スペース31からラインL4を介して洗浄槽４Ａに剥離物を供給する（工程Ｋ５）。
【０１３１】
次いで、洗浄溶媒供給装置10の内蔵ポンプおよびポンプP9をそれぞれ起動し、洗浄溶媒供給装置10から溶媒再生槽９ＡおよびラインL91,L82を経由して洗浄槽４Ａ内に洗浄溶媒を供給する。本実施形態では洗浄溶媒としてエタノール水溶液（水：エタノール＝70：30）を用いた。
【０１３２】
次いで、三方弁V3,V7,V8の流路を切り替え、撹拌機41およびポンプP8をそれぞれ起動し、撹拌機41のスクリュウの回転により洗浄槽４Ａ内の混合液を撹拌しながら、ポンプP8の駆動により槽外部の循環ラインL8,L81,L82に混合液を循環流動させる。この槽内でのスクリュウ撹拌と槽外での循環流動との組み合わせにより、油脂/磁性粉/固形分/洗浄溶媒を含む混合液が十分に撹拌され、油脂吸着磁性粉と洗浄溶媒とが十分に接触し、磁性粉からの油脂の脱離が促進される（工程Ｋ６）。
【０１３３】
洗浄槽底部のバルブV7を閉じ、次いでポンプP8の駆動を停止し、循環ラインL8,L81,L82における混合液の循環流動を終了させる。これにより混合液が循環ラインL8,L81,L82から洗浄槽４Ａ内に戻る。このとき撹拌機41のスクリュウの回転駆動を停止させてもよいし、そのまま撹拌機スクリュウの回転駆動を続けてもよい。
【０１３４】
次いで、シリンダ機構48により全部の棒磁石42Aを同時に下降させ、各保護筒43のなかに各棒磁石42Aを一括挿入する。棒磁石42Aから混合液に磁力を印加しながら、撹拌機41のスクリュウの回転により洗浄槽４Ａ内の混合液を撹拌すると、隣り合う保護筒43の相互間を混合液が通り抜けるときに、保護筒43の外周面に磁性粉53が効率よく吸着する。
【０１３５】
所定時間経過後に撹拌機41を停止させ、洗浄槽４Ａ内における混合液の撹拌を終了する。次いで、保護筒43に磁性粉53を吸着させたままの状態で、洗浄槽底部のバルブV7を開け、三方弁V3の流路をラインL83側へ切り替え、ポンプP8を起動させ、洗浄槽４Ａ内の混合液を溶媒再生槽９Ａに排出する。この排出した混合液中には実質的に磁性粉が含まれていない。溶媒再生槽９Ａにおいて混合液を例えば５〜３０分間の静置時間だけ静置しておき、重力の作用により洗浄溶媒（親水性溶剤）と油脂と汚泥とに分離させる。これにより混合液から洗浄溶媒（親水性溶剤）が再生される（工程Ｋ７）。
【０１３６】
溶媒再生槽９Ａ内での混合液成分の分離（洗浄溶媒の再生）が完了すると、三方弁V8の流路をラインL82側に切り替え、ポンプP9を起動させ、分離した洗浄溶媒を溶媒再生槽９Ａの中間部から引き抜き、返送ラインL91,L82を介して洗浄槽４Ａに送る。これにより再生溶媒が洗浄槽４Ａにおいて再利用される（工程Ｋ７→工程Ｋ６）。なお、分離した油脂は、ポンプP10の駆動により排出ラインL93を通って廃油タンク（図示せず）に排出される。また、分離した汚泥は、バルブV4を開けてドレインラインL92を通って汚泥貯留ピットに（図示せず）に排出される。
【０１３７】
一方、洗浄槽４Ａから混合液を排出した後に、シリンダ機構48により棒磁石42Aを洗浄槽４Ａ内から一斉に引き上げ、保護筒43から磁性粉を脱落させる。次いで、図示しない水供給源から分散媒供給ラインL12を介して洗浄槽４Ａ内に水道水を供給し、洗浄槽４Ａ内の磁性粉に水道水を加えてスラリー状または懸濁液状とする。槽底部のバルブV7を開け、ポンプP5を起動し、スラリー状または懸濁液状の磁性粉をラインL5を介して洗浄槽４Ａから撹拌混合タンク５へ排出する（工程Ｋ８）。洗浄槽４Ａ内から磁気分離した磁性粉は、撹拌混合タンク５内で新規の磁性粉と混合され、再利用される（工程Ｋ８→工程Ｋ１）。このようにして磁性粉を、油脂の吸着→膜ろ過分離→油脂の脱離→磁気分離→油脂の吸着からなるサイクルに従って繰り返し再利用することができる。
【０１３８】
次に、上記のカートリッジ式洗浄槽を保守点検または補修交換する手順の概要を説明する。
【０１３９】
先ず、保護筒43から全ての磁石42Aを引き抜いて撤去し、洗浄槽４Ａを軽量化する。磁石42Aの引抜き撤去作業は、上部グリップ42aをシリンダ機構48のハンド49で把持して保護筒43から引き抜くか又は作業者の手動で行われる。次いで、洗浄槽４Ａに連通するバルブを閉じて洗浄槽4A内にプロセス流体が流入しないように遮断し、配管の開口にキャップを被せ、プロセスラインから洗浄槽４Ａを切り離す。
【０１４０】
ボルト・ナット83,84を緩めてカップリング継手48の拘束を解除し、洗浄槽容器本体4bの底部から下部ラインL5,L8に連通する配管を取り外す。次いで、上部ライン配管の管フランジ継手4f,5fを締結するボルトを緩め、蓋4cから上部ラインL4,L10,L33,L82の配管をそれぞれ取り外す。これにより洗浄槽４Ａの本体部分（本体容器4bと蓋4c）がプロセスラインから切り離され、トラック等の搬送手段によりプラントサイトからメンテナンスサイトに運び出すことが可能な状態となる。
【０１４１】
洗浄槽4Aの本体部分をメンテナンスサイトに運搬し、締付ボルト74を緩めてクランプ継手70の拘束を解除し、洗浄容器本体4bと蓋4cを別々に分離する。これにより洗浄容器本体4bおよび蓋4cの内面をクリーニングすることができる。また、必要であれば内面コーティングの補修をすることもできる。このような保守点検は、所定期間ごとに定期的に行われるか、または必要なときに随時行われる。
【０１４２】
上記の実施形態によれば、簡易な作業により、カートリッジ式洗浄槽の本体部分をプロセスラインから取り外し、保守点検した後にプロセスラインに復旧することができる。
【実施例】
【０１４３】
以下に種々の実施例と比較例を説明する。
【０１４４】
（実施例１）
（試験材料の準備）
レゾール型フェノール樹脂の固形分３０重量部を３リットルの水に溶解させて溶液を作製し、この溶液中に平均粒子径２μｍのマグネタイト粒子300重量部を分散させて組成物（磁性粉懸濁液）を得た。この組成物をミニスプレードライヤー（柴田科学株式会社製、Ｂ−２９０型）を用いて噴霧し、球状に凝集した平均２次粒子径が約２５μｍの磁性粉を作製した。この磁性粉を１５０℃で２時間硬化させた後に解砕し、１２０メッシュの篩を通過させたものを試験材料とした。
【０１４５】
この磁性粉１ｇに対して流動パラフィン（商品名：スモイルP55）を0.3ｇが吸着するように水中でそれぞれを混合し、ギアオイルの吸着した磁性粉を得た。
【０１４６】
また、洗浄溶媒として、無水エタノール58質量％とイオン交換水42質量％を含む溶液を作製した。
【０１４７】
（磁性粉洗浄試験）
図２に示す洗浄装置を用いて油脂吸着磁性粉を洗浄する磁性粉洗浄試験をおこなった。まず、水中に作製した流動パラフィンの吸着した磁性粉を混合してスラリー状とし、これをラインL4から洗浄槽４内へ供給した。このスラリー（磁性粉と流動パラフィンと水の混合物）の供給においては、三方弁V3,V6,V7,V8の各流路を循環回路側へ切り替え、撹拌機41とポンプP4をそれぞれ起動し、洗浄槽４→ラインL6→ラインL61→ラインL62→洗浄槽４の回路に前記スラリーを循環させ、スラリー中に含まれる磁性粉のすべてを磁石保護管43の外周面に吸着させ、流動パラフィンを吸着した磁性粉と水とを分離した。次いで、三方弁V6の流路を排出側へ切り替え、ポンプP4の駆動により排出ラインL64を介して水を系外排出した。
【０１４８】
この後、あらかじめ洗浄溶媒を充填させてあった溶媒再生槽９からポンプP7の駆動により洗浄溶媒を洗浄槽４に供給し、シリンダ機構48により棒磁石42を洗浄槽内の保護筒43から退出させ、撹拌機41およびポンプP4をともに起動して混合液を循環させたところ、洗浄溶媒中に流動パラフィンが分散した状態になった。この後、シリンダ機構48により棒磁石42を洗浄槽内の保護筒43に挿入し、洗浄槽４内に磁力を印加したところ、保護筒43に磁性粉をすべて吸着させることができた。
【０１４９】
次に、ポンプP4を起動し、三方弁V3の流路を排出側へ切り替え、流動パラフィンと洗浄溶媒の混合液を溶媒再生槽９に移送し、混合液を１５分間静置したところ、上部に流動パラフィンの相が分離されたので、排出バルブV5を開けてポンプP10を起動し、ラインL93を介して溶媒再生槽９から流動パラフィンを排出した。
【０１５０】
洗浄処理後の磁性粉を次のようにして回収した。
【０１５１】
洗浄槽４内にラインL12から水道水を供給し、シリンダ機構48エアシリンダーにより棒磁石42を洗浄槽内の保護筒43から退出させ、磁性粉を保護筒43から脱落させ、撹拌機41のスクリュウを回転させて磁性粉と水の混合物を撹拌し、磁性粉のスラリーとして回収した。
【０１５２】
上記の磁性粉洗浄試験において磁性粉からの流動パラフィンの回収率は約９０％であった。また、磁性粉の回収率は９９．９％であった。
【０１５３】
（比較例１）
実施例１の工程において、循環ポンプP4を動かさず、撹拌機41のスクリュウ撹拌のみで磁性粉の洗浄を行なったところ、流動パラフィンと洗浄溶媒の混合液と共に一部の磁性粉が溶媒再生槽９へ流出した。この時の流動パラフィンの回収量は約９０％であった。また、磁性粉の回収率は９５％であった。
【０１５４】
（実施例２）
実施例２では、上記の実施例１と同じ材料を用い、図８に示すカートリッジ型の洗浄装置を用いて試験をおこなった。まず流動パラフィンを吸着した磁性粉をカートリッジ容器4bに水と共に貯め、洗浄槽４Ａの所定の部位に取り付けた後に、カートリッジ容器4bの下部にあるカップリング継手80を引抜ラインL5,L8の配管に接続し、さらに撹拌機41、保護筒43、棒磁石42Aを具備する蓋4cをカートリッジ容器4bに被せ、両者4b,4cをクランプ継手70でクランプすることにより、所望の洗浄槽４Ａを組み立てた。以下、実施例１と同様に洗浄試験をおこなったところ、この時の流動パラフィンの回収量は約９１％であった。また、磁性粉の回収率は９９．９％以上であった。
【符号の説明】
【０１５５】
１，１Ａ…水処理システム、２，２Ａ…混合吸着槽、21…スクリュウ式撹拌機、
３…膜ろ過器（固液分離装置）、33…ろ過膜、
４，４Ａ…洗浄槽、
4b…カートリッジ容器本体、4c…蓋、4d…排出口、4f，5f…管フランジ継手、
41…スクリュウ式撹拌機（撹拌機構）、42,42A…棒磁石（磁化部材）、43…保護筒、46…容器本体フランジ、47…シールリング、48…シリンダ機構、49…把持機構、
５…撹拌混合タンク、51…スクリュウ式撹拌機、
50…磁性粉（一次粒子）、52…被覆材、
53…凝集した磁性粉（一次粒子の凝集体）、54…表面凹凸の凹所、55…開気孔、
56…吸着した油脂、57…磁性体粒子（磁性粉のコア）、
６…液体サイクロン（固液分離装置）、７…磁気分離装置、８…磁性粉供給装置、
70…クランプ継手（脱着機構）、71,72…クランプアーム、73…ジョイント、74…締付ボルト、
80…カップリング継手（脱着機構）、81,82…カップリングアーム、83…ボルト、83r…リベット、84…ナット、85…スリーブ、86…リテーナ（保持板）、87…ガスケット、88,89…配管、
９，９Ａ…溶媒再生槽、10…溶媒供給装置、
P1〜P10…ポンプ、V1〜V9…バルブ、
L4…磁性粉含有物受入ライン（スラリー受入ライン、剥離物受入ライン）、
L5…磁性粉引抜ライン、
L6…混合液引抜ライン（混合液循環ライン）、L61,L62…混合液循環ライン（外部循環流路）、L63…混合液返送ライン、
L64…磁性体供給，初期水排出ライン、
L8…混合液引抜ライン、L81,L82…混合液循環ライン（外部循環流路）、L83…混合液返送ライン、
L10…磁性粉供給ライン、
L11…洗浄溶媒供給ライン、
L91…再生溶媒返送ライン（洗浄溶媒供給ライン）、L92…汚泥排出ライン、L93…油脂排出ライン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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