(57)【要約】【課題】  大きな動力を必要とせずに、連続的な処理が可能な磁気分離方法及び水処理方法を提供する。【解決手段】  装置１の流動路１５〜４５では、被処理水を磁気フィルタ１９〜４９に通過させて、磁性物質が除去された処理水を得る捕集工程と、捕集工程と同じ磁束密度の磁場を磁気フィルタ１９〜４９の位置に形成した状態で、捕集工程における被処理液よりも大きい流速で洗浄用液を流動させ、磁気フィルタ１９〜４９に捕集された磁性物質を磁気フィルタから除去する再生工程と、が行われる。この装置１において、捕集工程が流動路１５〜４５のうちの少なくとも一つの流動路において行われるように、流動路ごとに捕集工程と再生工程とを交互に行わせる。【選択図】  図１
2006297264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性物質を含む被処理液を流動させ、内部に形成された磁場内に位置する磁気フィルタに通過させて、前記被処理液中の前記磁性物質を前記磁気フィルタで捕集し、前記磁性物質が除去された処理液を得る捕集工程と、前記捕集工程と同じ磁束密度の磁場が前記磁気フィルタの位置に形成された状態で、前記磁気フィルタを洗浄するための洗浄用液を導入し、前記捕集工程における前記被処理液よりも大きい流速で前記洗浄用液を流動させ、前記磁気フィルタに捕集された前記磁性物質を前記磁気フィルタから除去する再生工程と、が行われる複数の流動路に、前記被処理液を分配して導入し、
複数の前記流動路のうちの少なくとも一つの流動路において前記捕集工程が行われるように、前記流動路ごとに前記捕集工程と前記再生工程とを交互に行わせて、前記磁性物質が除去された前記処理液を各前記流動路から得ることを特徴とする磁気分離方法。
【請求項２】
被処理水中に含まれる固形物に磁性を付与して磁性物質を生成させ、
前記磁性物質を含む前記被処理水を流動させ、内部に形成された磁場内に位置する磁気フィルタに通過させて、前記被処理水中の前記磁性物質を前記磁気フィルタで捕集し、前記磁性物質が除去された処理水を得る捕集工程と、前記捕集工程と同じ磁束密度の磁場が前記磁気フィルタの位置に形成された状態で、前記磁気フィルタを洗浄するための洗浄用水を導入し、前記捕集工程における前記被処理水よりも大きい流速で前記洗浄用水を流動させ、前記磁気フィルタに捕集された前記磁性物質を前記磁気フィルタから除去する再生工程と、が行われる複数の流動路に、前記被処理水を分配して導入し、
複数の前記流動路のうちの少なくとも一つの流動路において前記捕集工程が行われるように、前記流動路ごとに前記捕集工程と前記再生工程とを交互に行わせて、前記磁性物質が除去された前記処理水を各前記流動路から得ることを特徴とする水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気分離方法及び水処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、強磁性体の磁気フィルタを用いて被処理液中の磁性物質を除去する磁気分離方法が知られている（例えば、特許文献１）。この特許文献１記載の方法に用いられる装置は、回転する磁気フィルタを備えている。この磁気フィルタは、一部分が被処理液の流動路を横切るように回転しており、この流動路を横切る一部分が、流動路に形成された磁場内において吸引力を発生することで被処理液の磁性物質を捕集する。そして、磁性物質を捕集した部分は、磁気フィルタの回転によって磁場が弱い流動路外に移動したときに洗浄され、捕集した磁性物質が払い落とされる。このように、回転する磁気フィルタを採用することで、磁性物質の捕集と磁気フィルタの再生とを繰り返しつつ、連続的な被処理水の磁気分離処理を可能とすることが提案されている。
【特許文献１】特開２００３−１９４０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の方法では、磁気フィルタを回転させる際、強磁性体の磁気フィルタを磁場内で移動させることになるので、この回転のためには大きな力が必要であり、大きな動力を必要とする。
【０００４】
そこで、本発明は、大きな動力を必要とせずに、連続的な処理が可能な磁気分離方法及び水処理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】
【０００５】
本発明に係る磁気分離方法は、磁性物質を含む被処理液を流動させ、内部に形成された磁場内に位置する磁気フィルタに通過させて、被処理液中の磁性物質を磁気フィルタで捕集し、磁性物質が除去された処理液を得る捕集工程と、捕集工程と同じ磁束密度の磁場が磁気フィルタの位置に形成された状態で、磁気フィルタを洗浄するための洗浄用液を導入し、捕集工程における被処理液よりも大きい流速で洗浄用液を流動させ、磁気フィルタに捕集された磁性物質を磁気フィルタから除去する再生工程と、が行われる複数の流動路に、被処理液を分配して導入し、複数の流動路のうちの少なくとも一つの流動路において捕集工程が行われるように、流動路ごとに捕集工程と再生工程とを交互に行わせて、磁性物質が除去された処理液を各流動路から得ることを特徴とする。
【０００６】
この磁気分離方法では、被処理液が複数の流動路に分配されて導入され、これらの流動路のそれぞれにおいて、捕集工程及び再生工程が交互に行われる。捕集工程においては、被処理液を比較的小さな流速で流動させる。この場合、被処理液中の磁性物質は、磁場内で磁化された磁気フィルタを通過する際に、磁気フィルタの吸引力によってこの磁気フィルタに捕集される。一方、再生工程では、磁気フィルタの位置に捕集工程と同じ磁束密度の磁場を形成し、洗浄用液を比較的大きな流速で流動させる。この場合、磁気フィルタは磁性物質に対して捕集工程と同じ吸引力を有しているが、洗浄用液の流速を、捕集工程における被処理液の流速よりも大きくすることで、磁気フィルタの位置の磁束密度を変えなくても、磁気フィルタに捕集されている磁性物質が払い落とされ、磁気フィルタの再生が行われる。このため、磁気フィルタを、磁束密度が高い場所と低い場所との間で移動させるといったことが不要で、その結果、大きな動力を必要とせずに被処理液の処理を行うことができる。また、この磁気分離方法では、上記のような流動路を複数用い、複数の流動路のうち少なくとも一つの流動路において捕集工程が行われる状態を維持しながら、各流動路において捕集工程と再生工程とを交互に行わせる。従って、被処理液は、常に、いずれかの流動路において、磁性物質の除去が行われることになり、導入された被処理液を連続的に処理することが出来る。ここで、本発明における磁性物質は、単独で磁性を有している物質、及び磁性を有さない物質と磁性を有する物質とが一体化され全体として磁性を有する物質を含む。
【０００７】
本発明に係る水処理方法は、被処理水中に含まれる固形物に磁性を付与して磁性物質を生成させ、磁性物質を含む被処理水を流動させ、内部に形成された磁場内に位置する磁気フィルタに通過させて、被処理水中の磁性物質を磁気フィルタで捕集し、磁性物質が除去された処理水を得る捕集工程と、捕集工程と同じ磁束密度の磁場が磁気フィルタの位置に形成された状態で、磁気フィルタを洗浄するための洗浄用水を導入し、捕集工程における被処理水よりも大きい流速で洗浄用水を流動させ、磁気フィルタに捕集された磁性物質を磁気フィルタから除去する再生工程と、が行われる複数の流動路に、被処理水を分配して導入し、複数の流動路のうちの少なくとも一つの流動路において捕集工程が行われるように、流動路ごとに捕集工程と再生工程とを交互に行わせて、磁性物質が除去された処理水を各流動路から得ることを特徴とする。
【０００８】
この水処理方法では、まず、被処理水中の固形物に磁性を付与し、もともと磁性を有さない固形物を、磁気フィルタによる分離が可能な磁性物質としている。そして、この被処理水が複数の流動路に分配されて導入され、これらの流動路のそれぞれにおいて、捕集工程及び再生工程が交互に行われる。捕集工程においては、被処理水を比較的小さな流速で流動させる。この場合、被処理水中の磁性物質は、磁場内で磁化された磁気フィルタを通過する際に、磁気フィルタの吸引力によってこの磁気フィルタに捕集される。一方、再生工程では、磁気フィルタの位置に捕集工程と同じ磁束密度の磁場を形成し、洗浄用水を比較的大きな流速で流動させる。この場合、磁気フィルタは磁性物質に対して捕集工程と同じ吸引力を有しているが、洗浄用水の流速を、捕集工程における被処理水の流速よりも大きくすることで、磁気フィルタの位置の磁束密度を変えなくても、磁気フィルタに捕集されている磁性物質が払い落とされ、磁気フィルタの再生が行われる。このため、磁気フィルタを、磁束密度が高い場所と低い場所との間で移動させるといったことが不要で、その結果、大きな動力を必要とせずに被処理水の処理を行うことができる。また、この磁気分離方法では、上記のような流動路を複数用い、複数の流動路のうち少なくとも一つの流動路において捕集工程が行われる状態を維持しながら、各流動路において捕集工程と再生工程とを交互に行わせる。従って、被処理水は、常に、いずれかの流動路において、磁性物質の除去が行われることになり、導入された被処理水を連続的に処理することが出来る。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、磁気分離方法及び水処理方法において、大きな動力を必要とせずに、連続的な処理が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る磁気分離方法及び水処理方法の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１１】
〔第１実施形態〕
まず、本発明の磁気分離方法の実施形態である水処理方法の説明に先立って、この水処理方法が適用される高勾配型磁気分離装置の一例を説明する。
【００１２】
図１に示す高勾配型磁気分離装置１は、被処理水中に含まれる磁性物質を、磁気フィルタを用いて除去するための水処理装置である。装置１は、例えば、被処理水としての下水（被処理液）中に含まれる粒径１０μｍ程度の土砂（固形物）等を除去するといった処理に用いられる。下水中の土砂の粒子は磁性を有さないので、この場合、後述する前処理工程によって予め磁性が付与されることで、磁気フィルタによる分離が可能とされる。そして、前処理済みの下水をラインＬ１を通じて装置１に導入し、装置１でこの下水を処理することにより、磁性が付与された土砂や、もともと下水に含まれていた磁性物質を、磁気フィルタによって捕集する。その結果として、下水から土砂を除去した後の処理水が、ラインＬ２を通じて得られることになる。
【００１３】
この装置１は、下水を流動させる流動路を４つ備えている。これらの流動路１５，２５，３５，４５は、互いに平行に延在する４本の円筒状の流動管１７，２７，３７，４７の内部空間によってそれぞれ構成されている。そして、各流動管１７，２７，３７，４７の内壁には、円柱状の磁気フィルタ１９、２９，３９，４９がそれぞれ固定されている。この磁気フィルタ１９、２９，３９，４９は、例えば、フェライト系ステンレスであるＳＵＳ４３０といった強磁性体からなる円形の網が、流動路１５，２５，３５，４５の延在方向に複数積層されて構成されている。これらの流動路１５，２５，３５，４５は互いに同じ構成を有しており、磁気フィルタ１９、２９，３９，４９も互いに同じ構成を有している。
【００１４】
各流動管１７，２７，３７，４７には、ラインＬ１から分岐したラインＬ１１，Ｌ２１，Ｌ３１，Ｌ４１がそれぞれ接続され、ラインＬ２から分岐したラインＬ１２，Ｌ２２，Ｌ３２，Ｌ４２がそれぞれ接続されている。また、各流動管１７，２７，３７，４７には、ラインＬ３から分岐したラインＬ１３，Ｌ２３，Ｌ３３，Ｌ４３がそれぞれ接続され、ラインＬ４から分岐したラインＬ１４，Ｌ２４，Ｌ３４，Ｌ４４がそれぞれ接続されている。
【００１５】
装置１によって処理される下水は、このラインＬ１及びラインＬ１１，Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ１４を介して流動路１５，２５，３５，４５のそれぞれに分割されて導入され、それぞれの流動路における捕集工程（詳細は後述する）で処理された処理水は、ラインＬ１２，Ｌ２２，Ｌ３２，Ｌ４２及びラインＬ２を介して装置１の外部へ排出される。
【００１６】
また、磁気フィルタ１９，２９，３９，４９を洗浄するための洗浄水は、ラインＬ３及びラインＬ１３，Ｌ２３，Ｌ３３，Ｌ４３を介して流動路１５，２５，３５，４５のそれぞれに分配されて導入される。そして、それぞれの流動路における再生工程（詳細は後述する）において磁気フィルタ１９，２９，３９，４９をそれぞれ洗浄した後の洗浄水が、ラインＬ１４，Ｌ２４，Ｌ３４，Ｌ４４及びラインＬ４を介して装置１の外部へ排出される。
【００１７】
装置１は、流動管１７，２７，３７，４７の周囲に位置する円筒状の超電導式電磁石３を備えている。この超電導式電磁石３及び各流動管１７，２７，３７，４７は、互いの位置関係を変えないように固定され、超電導式電磁石３は、磁気フィルタ１９、２９，３９，４９が配置された部分を取り囲むように配置されている。このような構成に基づき、超電導式電磁石３に電流が供給されると、磁気フィルタ１９，２９，３９，４９の位置に磁場が形成される。このときに、フィルタ１９，２９，３９，４９の位置に形成される磁場の磁束密度はすべて等しく、各磁気フィルタ１９，２９，３９，４９はすべて同じ大きさで磁化するように、各流動管１７，２７，３７，４７は配置されている。
【００１８】
次に、本発明の磁気分離方法の実施形態である水処理方法の一例について説明する。
【００１９】
（前処理工程）
装置１に導入する前の前処理として、マグネタイト、凝集剤及び助剤ポリマーが下水に投入される。すると、凝集剤によって、除去すべき下水中の土砂と、磁性物質であるマグネタイトとが一体となり、一体となったこの粒子全体が磁性物質として挙動することになる。以下、このように一体となった磁性物質を「磁性フロッグ」と称する。以上のような処理によって、除去すべき土砂に磁性が付与され、装置１に導入するための前処理済みの下水が生成される。前述の通り、この下水がラインＬ１を通じて装置１に導入されると、ラインＬ１１，Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ１４を介して流動路１５，２５，３５，４５のそれぞれに分配されて導入される。
【００２０】
その後、上記４つの流動路において行われる捕集工程及び再生工程は、すべて同じであるので、以下、流動路１５における処理についてのみ代表して説明する。
【００２１】
（捕集工程）
まず、流動路１５内の磁気フィルタ１９の位置に、磁束密度０．２５Ｔ以上、１．０Ｔ以下の（ここでは、０．５Ｔ）の磁場を形成させるように、超電導式電磁石３に電流を供給する。すると、ＳＵＳ４３０等の強磁性体の金属からなる磁気フィルタ１９は、磁場内に置かれることにより、磁化した状態となる。この状態で、バルブＶ１３，Ｖ１４を閉じ、バルブＶ１１，Ｖ１２を開ける。すると、上記の前処理済みの下水がラインＬ１１を通じて流動路１５に導入され、この流動路１５を図中上向きに流動する。このとき、バルブＶ１１，Ｖ１２の開き具合によって、流動路１５における下水の流速が０．２ｍ／ｓ以下（ここでは、０．１〜０．２ｍ／ｓ）になるように調整する。こうして、予め上記前処理を施した下水を流動路１５に流動させ、磁化した磁気フィルタ１９に通過させることができる。
【００２２】
この捕集工程においては、流動する下水のうち、液体成分は、流動路１５内の磁気フィルタ１９の網目の間を通過する。一方、磁気フィルタ１９は磁化することにより磁性物質に対する吸引力を有しているので、下水中の磁性フロッグ（磁性物質）は、磁気フィルタ１９の網を構成する金属線に引き付けられ、この金属線上に付着することになる。このとき、下水の流速を０．２ｍ／ｓ以下としているので、下水が磁性フロッグを押し流す力が弱く、磁性フロッグは磁気フィルタ１９の金属線上に十分に捕集される。このようにして、流動路１５における磁気フィルタ１９の上方には、磁性フロッグの含有量が少ない液体成分が流動することになり、この液体成分が、ラインＬ１２，Ｌ２を通じ、処理水として装置１から排出されることになる。
【００２３】
（再生工程）
上記のような捕集工程を継続していると、磁性フロッグが磁気フィルタ１９の金属線上に蓄積することで、新たな磁性フロッグの捕集が出来なくなり、磁気フィルタ１９の捕集能力が低下することになる。そこで、磁気フィルタ１９の捕集能力を再生させるために、金属線上に付着した磁性フロッグを除去すべく、以下のような磁気フィルタ１９の再生工程を行うことにしている。
【００２４】
まず、上記捕集工程が行われている状態から、バルブＶ１１，Ｖ１２を閉じ、バルブＶ１３，Ｖ１４を開ける。すると、磁気フィルタ１９を洗浄するための洗浄水（洗浄用液）が、ラインＬ１３を通じて流動路１５に導入され、捕集工程とは逆向き（図中下向き）に流動路１５を流動する。このとき、超電導式電磁石３に供給する電流は変更されず、磁気フィルタ９の位置に形成される磁場の磁束密度は、捕集工程と同じのまま（ここでは、０．５Ｔ）である。また、このとき、バルブＶ１３，Ｖ１４の開き具合によって、流動路１５における洗浄水の流速を、捕集工程における下水の流速よりも、例えば４倍以上に速くし、０．８ｍ／ｓ以上（ここでは、１．０ｍ／ｓ）になるように調整する。こうして、洗浄水を流動路１５に流動させ、磁気フィルタ１９に通過させることができる。なお、ここでは、上記捕集工程によりラインＬ２から排出された処理水の一部を、洗浄液として用いることもできる。また、洗浄水の流速は、流動管１７への機械的な負荷を考慮し、２．０ｍ／ｓ以下とすることが好ましい。
【００２５】
この再生工程では、流動する洗浄水が、磁気フィルタ１９の網目の間を通過する。このとき、磁気フィルタ１９の金属線に付着した磁性フロッグは、捕集工程と同じ吸引力をもって金属線に吸引されるが、洗浄水の流速を０．８ｍ／ｓ以上としているので、磁性フロッグは、金属線の吸引力よりも大きな力を洗浄水から受けることになる。このため、金属線に付着した磁性フロッグは、流れる洗浄水の水圧によって金属線の吸引力に逆らって払い落とされ、金属線から除去される。このようにして、磁気フィルタ１９から、捕集した磁性フロッグが除去され、磁気フィルタ１９の捕集能力が再生されることになる。また、流動路１５における磁気フィルタ１９の下方には、磁性フロッグを多く含んだ洗浄水が流動することになり、この洗浄水が、ラインＬ１４，Ｌ４を通じ、フィルタ洗浄後の洗浄水として装置１から排出される。
【００２６】
この水処理方法においては、上記した捕集工程５分間（３００秒間）と上記した再生工程５秒間とを１サイクルとし、各流動路１５，２５，３５，４５のそれぞれにおいて、この２工程が交互に繰り返される。つまり、この場合、流動路１５，２５，３５，４５は、それぞれ、１サイクル３０５秒のうち５秒間だけ、磁気フィルタ９の捕集能力を回復させるための再生工程を行い、この再生工程の間は、下水中の磁性フロッグの除去には貢献しない。そこで、この水処理方法においては、各流動路１５，２５，３５，４５における再生工程が同時に行われることがないよう、再生工程が行われるタイミングが、互いにずれるように設定されている。すなわち、ある時点において流動路１５で再生工程が行われると、例えば、その７５秒後に、流動路２５で再生工程が行われ、更に７５秒後に流動路３５で再生工程が行われ、更にその７５秒後に流動路４５で再生工程が行われる。このように、タイミングをずらして各流動路１５，２５，３５，４５のそれぞれにおける捕集工程と再生工程とが繰り返されるので、装置１に導入された下水は、すべての時点において常に、少なくとも１つの流動路において、磁性物質の除去が行われることになる。よって、この水処理方法によれば、磁気フィルタの捕集能力を維持しつつ、ラインＬ１からの下水の導入を停止することなく、下水の処理を連続的に処理することが出来る。なお、ここでは、すべての時点において常に、３つ又は４つの流動路において再生工程が行われるようになっており、特に処理能力を高めることができる。
【００２７】
また、この水処理方法によれば、各磁気フィルタ１９、２９，３９，４９の位置に形成される磁場の磁束密度を、捕集工程と再生工程との間で変更しないので、各磁気フィルタ１９、２９，３９，４９を、磁束密度が高い場所と低い場所との間で移動させるといったことが不要である。よって、強磁性体である磁気フィルタ１９、２９，３９，４９を磁場内で移動させるための大きな動力を用いることなく水処理を行うことができる。また、捕集工程と再生工程との間に、磁気フィルタ１９、２９，３９，４９を、下水の内外に出し入れすることもないので、下水を封止するためのシール構造も不要であり、単純な構造の装置１によって上記の水処理を実現することができる。
【００２８】
〔第２実施形態〕
本実施形態の水処理方法に使用される高勾配型磁気分離装置７１について、図２を用いて説明する。なお、本実施形態において、第１実施形態と同一又は同等な構成部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。磁気分離装置７１は、下水を流動させる４つの流動路の構成が、第１実施形態における装置１とは異なっているが、その他の構成は装置１と同様である。図２は、装置７１において、下水が流動する方向に直交する面における流動路１５ａ，２５ａ，３５ａ，４５ａの断面図である。装置７１は、装置１における４つの流動管１７，２７，３７，４７（図１参照）に代えて、超電導式電磁石３に囲まれた１つの流動管５７を備えている。この流動管５７の内部空間は、下水が流動する方向に延在する４つの仕切板５８によって、扇形断面を有する４つの領域に仕切られている。そして、４等分されたこの４つの領域が、それぞれ、流動路１５ａ，２５ａ，３５ａ，４５ａを構成している。
【００２９】
この流動路１５ａ，２５ａ，３５ａ，４５ａ内には、扇形断面を有する磁気フィルタ１９ａ，２９ａ，３９ａ，４９ａがそれぞれ配置されており、これらの磁気フィルタは、超電導式電磁石３で形成された磁場によって、すべて同じ大きさで磁化される。そして、各流動路１５ａ，２５ａ，３５ａ，４５ａは、それぞれ、ラインＬ１１〜４１、ラインＬ１２〜４２、ラインＬ１３〜Ｌ４３、及びラインＬ１４〜Ｌ４４に接続されることで、装置１における４つの流動路１５，２５，３５，４５（図１参照）と同様に機能する。よって、以上説明した装置７１にも、第１実施形態と同様の水処理方法を適用することができ、第１実施形態と同様の作用・効果が得られる。
【００３０】
〔第３実施形態〕
本実施形態の水処理方法に使用される高勾配型磁気分離装置８１について図３を用いて説明する。なお、本実施形態において、第１実施形態と同一又は同等な構成部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。磁気分離装置８１は、磁気フィルタ１９，２９，３９，４９の位置に磁場を形成するための磁場発生源の構成が、第１実施形態における装置１とは異なっているが、その他の構成は装置１と同様である。装置８１は、装置１の超電導式電磁石３に代えて、流動管１７，２７，３７，４７のそれぞれを囲むように配置された超電導式電磁石１４，２４，３４，４４を備えている。このように、電磁石を各流動管１７，２７，３７，４７ごとに１つずつ配置した装置８１にも、第１実施形態と同様の水処理方法を適用することができ、第１実施形態と同様の作用・効果が得られる。また、この場合、各超電導式電磁石１４，２４，３４，４４によって発生させる磁場は、すべて同じ磁束密度にすればよいので、各電磁石に電流を供給する電源装置を共通にすることができる。
【００３１】
続いて、上述した第１〜第３実施形態において、磁気フィルタ１９〜３９又は磁気フィルタ１９ａ〜４９ａの位置に発生させる磁場の磁束密度Ｂ、捕集工程における流動路内の下水の流速（以下「捕集流速」という）Ｖｆ、及び再生工程における流動路内の洗浄水の流速（以下「再生流速」という）Ｖｒの設定の一例について説明する。本発明者らは、図４に示す試験用の磁気分離装置５１を用いて、下水の処理の実験を、様々な磁束密度Ｂ、捕集流速Ｖｆ及び再生流速Ｖｒについて行った。この実験で用いた装置５１は、流動路５を１つのみ備えた点で、４つの流動路を備えた装置１とは異なっており、装置５１のラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４は、分岐せずに流動路５に直接接続されている。装置５１のその他の構成は装置１と同様である。この装置５１は、ＳＵＳ４３０からなる磁気フィルタ９及び流動路５を構成する内径３０ｍｍの流動管７を備え、この流動路５の内壁に固定された円柱状の磁気フィルタ９は、金属線の線径０．６ｍｍ、目開１．２ｍｍの網を、約１００枚重ねて構成されている。なお、このような試験用の装置５１において設定される磁束密度Ｂ、捕集流速Ｖｆ及び再生流速Ｖｒの値は、流動管７の内径寸法を拡大しても、そのまま適用することができる。
【００３２】
上記実験によって得られた図５において、曲線Ｆは、捕集工程において磁性物質の捕集が好適に行われるための最大の捕集流速Ｖｆと磁束密度Ｂとの関係を示しており、曲線Ｒは、再生工程において磁気フィルタ９の限界捕集時間の回復が好適に行われるための最小の再生流速Ｖｒと磁束密度Ｂとの関係を示している。図５によれば、捕集工程に適した捕集流速Ｖｆの最大値、及び再生工程に適した再生流速Ｖｒの最小値は、磁束密度Ｂによって変化し、捕集工程において好適な磁束密度Ｂと捕集流速Ｖｆとの組合せは、グラフ中の曲線Ｆよりも下の斜線部分であり、再生工程において好適な磁束密度Ｂと再生流速Ｖｒとの組合せは、グラフ中の曲線Ｒよりも上の斜線部分である。
【００３３】
すなわち、磁気フィルタ９が同じ磁束密度Ｂの磁場内にある場合であっても、捕集流速Ｖｆを曲線Ｆよりも下の値とすることで、好適な磁性物質の捕集が行われ、再生流速Ｖｒを曲線Ｒよりも上の値とすることで、磁気フィルタ９の好適な再生が行われることが分かった。そして、上述の水処理方法における磁束密度Ｂ、捕集流速Ｖｆ及び再生流速Ｖｒを設定するにあたっては、まず、適切な磁束密度Ｂを選択し、その磁束密度Ｂに対応する捕集流速Ｖｆ及び再生流速Ｖｒをグラフ中の斜線部分の範囲において選択すれば、捕集工程と再生工程との双方を、同じ磁束密度Ｂで好適に行うことができることが分かった。
【００３４】
以上のような観点で、本発明者らが、下水から土砂を分離する処理についての種々の実験を行った結果、磁束密度Ｂを、０．２５Ｔ以上、かつ、１．０Ｔ以下とし、捕集流速Ｖｆを、０．２ｍ／ｓ以下とし、再生流速Ｖｒを、０．８ｍ／ｓとした組合せを採用すれば、捕集工程と再生工程との双方を、同じ磁束密度Ｂで行うことができることが分かった。
【００３５】
また、磁束密度Ｂを０．５〜０．７５Ｔ付近よりも大きくしたとしても、捕集流速Ｖｆをほとんど大きくすることはできず、しかも、再生流速Ｖｒを極端に大きくしなければならなくなるので、磁束密度Ｂとしては、０．５Ｔ以上、かつ、０．７５Ｔ以下の値を採用することが好ましい。そして、磁束密度Ｂを０．５Ｔ以上、かつ、０．７５Ｔ以下とした上で、図２のグラフの斜線部分を参照して、捕集流速Ｖｆを０．２ｍ／ｓ以下とし、再生流速Ｖｒを１．２ｍ／ｓとすることが特に好ましいことが分かった。
【００３６】
装置５１では、磁束密度Ｂ、捕集流速Ｖｆ及び再生流速Ｖｒの組合せを上記のように選択することによって、捕集工程と再生工程との双方を、磁束密度Ｂを変化させることなく、好適に行うことができる。また、このような磁束密度Ｂ、捕集流速Ｖｆ及び再生流速Ｖｒの値は、流動管７の内径寸法を拡大しても、そのまま適用することができる。従って、第１〜第３実施形態に係る流動路１５，２５，３５，４５，１５ａ，２５ａ，３５ａ，４５ａにおける磁束密度、捕集流速及び再生流速にも、上記の好適な値の組合せを、そのまま適用することができる。
【００３７】
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上記第１〜第３実施形態においては、４つの流動路を用いて下水の処理を行ったが、流動路の数は、複数であれば、２つでも３つでもよく、５つ以上でもよい。また、上記第１〜第３実施形態では、磁性を有さない土砂を除去するために、前処理工程によって土砂の粒子に磁性を付与して磁性物質とした上でこの磁性物質を除去したが、本発明は、前処理工程を行わず、被処理液にもともと含まれる磁性物質を除去するための磁気分離方法にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る磁気分離方法及び水処理方法が適用される磁気分離装置の第１実施形態を示す図である。
【図２】第２実施形態における磁気分離装置の流動路を示す断面図である。
【図３】第３実施形態における磁気分離装置を示す図である。
【図４】試験用の磁気分離装置を示す図である。
【図５】試験用の磁気分離装置を用いた水処理方法における、磁束密度Ｂと、捕集流速Ｖｆ及び再生流速Ｖｒとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３９】
１，５１，７１，８１…高勾配型磁気分離装置、５，１５，２５，３５，４５，１５ａ，２５ａ，３５ａ，４５ａ…流動路、９，１９，２９，３９，４９，１９ａ，２９ａ，３９ａ，４９ａ…磁気フィルタ。
【図１】
2006297264.tif 000003
【図２】
2006297264.tif 000004
【図３】
2006297264.tif 000005
【図４】
2006297264.tif 000006
【図５】
2006297264.tif 000007