(57)【要約】 【課題】  従来の磁力を利用した固液分離方法よりも一層優れた分離性能を有する、活性汚泥スラリー等の固形分を含むスラリーの新しい固液分離方法を提供すること。【解決手段】  本発明は、一対の内部が空洞の非磁性材料からなる磁気ドラムにおいて、それぞれの内部に回転および移動が自由な状態で、回転軸方向に多数の強弱の磁束密度の分布を有する円筒形磁石アッセンブラーを備え、該磁気ドラムは互いに近接して回転自在に保持され、二つのドラムを互いに反対方向に回転させ、二つの磁気ドラムの近接部分の磁束密度の強い部分に磁性体を含有するスラリーを導入することを特徴とする、磁性体を含有するスラリーの固液分離方法および固液分離装置である。円筒形磁石アッセンブラーは、磁気ドラム内で磁力により互いに引き寄せられた状態を保持する。【選択図】        図１
2005313047.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の内部が空洞の非磁性材料からなる磁気ドラムにおいて、その内部に回転および移動が自由な状態で、回転軸方向に多数の強弱の磁束密度の分布を有する円筒形磁石アッセンブラーをそれぞれ有し、該磁気ドラムは互いに近接して回転自在に保持され、二つのドラムを互いに反対方向に回転させ、二つの磁気ドラムの近接部分の磁束密度の強い部分に磁性体を含有するスラリーを導入することを特徴とする、磁性体を含有するスラリーの固液分離方法。    
【請求項２】
多数の強弱の磁束密度の分布を有する円筒形磁石アッセンブラーが、薄い円盤型の磁石と薄い円盤型のヨークとを交互に積み重ねて構成され、重ね合わされた磁石の互いに対向する面が同一の極性となるよう積み重ねられたものである、請求項１に記載の磁性体を含有するスラリーの固液分離方法。    
【請求項３】
二つの磁気ドラムの内部に配置された円筒形磁石アッセンブラーが、磁力により互いに引き寄せられた状態を保持しつつ、磁気ドラムを回転してその近接部にスラリーを導入することを特徴とする、請求項１または２に記載の磁性体を含有するスラリーの固液分離方法。    
【請求項４】
二つの磁気ドラムの表面に円周方向に多数の溝を形成してその断面を櫛歯状とし、内部の円筒形磁石アッセンブラーがその磁束密度の強い部分が磁気ドラムの溝の部分に一致するように配置された状態で、磁気ドラムを回転しつつスラリーを導入することを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の磁性体を含有するスラリーの固液分離方法。    
【請求項５】
二つの磁気ドラムの近接部の上部に円筒形の制御棒を設け、その表面に円周方向に多数の溝を形成し、磁気ドラム内部の円筒形磁石アッセンブラーがその磁束密度の強い部分が制御棒の溝の部分に一致するように配置された状態で、磁気ドラムを回転しつつスラリーを導入することを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の磁性体を含有するスラリーの固液分離方法。    
【請求項６】
二つの磁気ドラムを近接部で上向きになる方向に回転させ、磁性体を含有するスラリーを磁気ドラムの上部からその近接部に導入し、液体を磁気ドラムの間から流下させ、固形分をドラム表面に吸着・移動させ、磁気ドラムを回転させて近接部の反対側でスクレーパーにより除去することを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の磁性体を含有するスラリーの固液分離方法。    
【請求項７】
二つの磁気ドラムを近接部で下向きになる方向に回転させ、磁性体を含有するスラリーを磁気ドラムの下部からその近接部に導入し、固形分を磁気ドラム表面に吸着・移動させ、磁気ドラムを回転させて近接部の反対側でスクレーパーにより除去することを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の磁性体を含有するスラリーの固液分離方法。    
【請求項８】
回転自在に保持された一対の内部が空洞の非磁性材料からなる磁気ドラムと、それぞれの内部に回転および移動が自由な状態で回転軸方向に多数の強弱の磁束密度の分布を有する円筒形磁石アッセンブラーとを必須の構成要素として備え、磁気ドラムに液流規制手段を設けたことを特徴とする、固液分離装置。    
【請求項９】
円筒形磁石アッセンブラーが、薄い円盤型の永久磁石と薄い円盤型のヨークとを交互に積み重ね、重ね合わされた磁石の互いに対向する面が同一の極性となるよう積み重ねられたものであることを特徴とする、請求項８に記載の固液分離装置。    
【請求項１０】
液流規制手段が、二つの磁気ドラムの表面の円周方向に、磁石アッセンブラーの磁石とヨークの間隔と同一の間隔で設けた溝であることを特徴とする、請求項８または９に記載の固液分離装置。    
【請求項１１】
さらに液流規制手段として制御棒を設け、制御棒の表面の円周方向に、磁石アッセンブラーの磁石とヨークの間隔と同一の間隔で溝を設けることを特徴とする、請求項８または９に記載の固液分離装置。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁力を利用した固形分を含有するスラリーの固液分離方法および固液分離装置に関する。さらに詳しくは、偏芯した状態で配置された二つの円筒形の磁石体を利用した、固形分中に磁性体を含有するスラリーからの固液分離方法および固液分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、廃水処理場などにおいては、いわゆる活性汚泥法による廃水処理が広く行なわれている。この場合には、活性汚泥処理を行なった後そのスラリーを大きな沈降槽に導入し、この沈降槽に長時間静置してスラリー中の固形分である活性汚泥を自然沈降によって分離する、いわゆる自然沈降分離方式が一般的に採用されている。
しかしながら、このような自然沈降分離方式では、固形分を分離するために非常に長い時間を必要とし、そのため大きな沈降槽を設置するための広大なスペースを必要とするという問題があった。
【０００３】
このような問題を解決するために、従来から、磁性材料の微粉末を処理すべきスラリー中に添加してスラリー中の固形分に吸着させ、このスラリーに磁力を作用させて磁力によって固液の分離効率を向上させようとするさまざまな試みが行なわれている。例えば、従来から周知の方法として、微生物フロックの懸濁する溶液に磁性体を添加し、このフロックを磁力で処理してフロックを凝集分離させる方法がある（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００４】
さらに、このような磁気を利用した固液分離方法において、より磁力の作用効率を向上させて効率的な固液分離を行なうために、特殊な構造の磁気分離装置を用いるなど、さまざまな提案がなされている。例えば、磁性粉を含んだ活性汚泥液をスラリーポンプ等によって曝気槽から分離槽へ抜き出し、この分離槽において、回転ローラーの周囲に磁石を設けた磁気分離ローラーによって、上記活性汚泥液中の磁性粉を含んだ活性汚泥を磁気吸着させて固液分離し、スクレーパーによって分離した活性汚泥を再び曝気槽内に戻す方法（例えば、特許文献３参照）や、回転ドラム式の磁気分離装置において、ドラム表面の中央部分に鍔状の磁気吸着部材を設けて流路を流れる活性汚泥への磁力の作用をより確実にしようとしたもの（例えば、特許文献４、特許文献５参照）、あるいは、活性汚泥スラリーの流れる流路に、流れに対して順方向と逆方向の回転する磁石円盤を設けたもの（例えば、特許文献６参照）などが提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開昭４８−４２５７０号公報
【特許文献２】特開昭４８−５７４７２号公報
【特許文献３】特公昭６３−５９７５９号公報
【特許文献４】特開平８−１６８７９０号公報
【特許文献５】特開平９−１１７６号公報
【特許文献６】特開平１１−５０９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これらの従来提案されている方法は、いずれも基本的にはドラムまたは円盤の表面に磁石を取り付けて、これを磁性粉を含んだ活性汚泥のスラリーなどの中で回転させて、この磁石に固形分である汚泥を吸着させ、ドラムまたは円盤を回転させて、液の外に出たときにスクレーパーなどで掻き落として分離している。したがって、どうしても処理すべきスラリーの中で磁石の作用が及ばない部分が生じ、固形分の分離効率が十分でなく、また、スクレーパーで掻き落とす場合も、磁石の磁力が作用した状態で掻き落としを行なわざるを得ないので、固形分の剥離が完全に行なわれなかったり、或いは剥離した固形分が再び磁石に吸着するなどの問題があった。
本発明は、このような従来の磁気分離方式による固液分離方法の問題点を解決し、効率よくスラリー中の固形分を分離することのできる、磁力を利用した固液分離方法および固液分離装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記のような課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、内部に偏芯した状態で配置された円筒形の磁石を有する一対の回転ドラムを利用することによって、上記の従来の方法の問題点を解決して固液分離を行なうことができることを見出し、本発明を完成した。
【０００８】
即ち、本発明は、以下の内容をその要旨とするものである。
（１）一対の内部が空洞の非磁性材料からなる磁気ドラムにおいて、その内部に回転および移動が自由な状態で、回転軸方向に多数の強弱の磁束密度の分布を有する円筒形磁石アッセンブラーをそれぞれ有し、該磁気ドラムは互いに近接して回転自在に保持され、二つのドラムを互いに反対方向に回転させ、二つの磁気ドラムの近接部分の磁束密度の強い部分に磁性体を含有するスラリーを導入することを特徴とする、磁性体を含有するスラリーの固液分離方法。
【０００９】
（２）多数の強弱の磁束密度の分布を有する円筒形磁石アッセンブラーが、薄い円盤型の磁石と薄い円盤型のヨークとを交互に積み重ねて構成され、重ね合わされた磁石の互いに対向する面が同一の極性となるよう積み重ねられたものである、前記（１）に記載の磁性体を含有するスラリーの固液分離方法。
【００１０】
（３）二つの磁気ドラムの内部に配置された円筒形磁石アッセンブラーが、磁力により互いに引き寄せられた状態を保持しつつ、磁気ドラムを回転してその近接部にスラリーを導入することを特徴とする、前記（１）または（２）に記載の磁性体を含有するスラリーの固液分離方法。
【００１１】
（４）二つの磁気ドラムの表面に円周方向に多数の溝を形成してその断面を櫛歯状とし、内部の円筒形磁石アッセンブラーがその磁束密度の強い部分が磁気ドラムの溝の部分に一致するように配置された状態で、磁気ドラムを回転しつつスラリーを導入することを特徴とする、前記（１）ないし（３）のいずれかに記載の磁性体を含有するスラリーの固液分離方法。
【００１２】
（５）二つの磁気ドラムの近接部の上部に円筒形の制御棒を設け、その表面に円周方向に多数の溝を形成し、磁気ドラム内部の円筒形磁石アッセンブラーがその磁束密度の強い部分が制御棒の溝の部分に一致するように配置された状態で、磁気ドラムを回転しつつスラリーを導入することを特徴とする、前記（１）ないし（３）のいずれかに記載の磁性体を含有するスラリーの固液分離方法。
【００１３】
（６）二つの磁気ドラムを近接部で上向きになる方向に回転させ、磁性体を含有するスラリーを磁気ドラムの上部からその近接部に導入し、液体を磁気ドラムの間から流下させ、固形分をドラム表面に吸着・移動させ、磁気ドラムを回転させて近接部の反対側でスクレーパーにより除去することを特徴とする、前記（１）ないし（５）のいずれかに記載の磁性体を含有するスラリーの固液分離方法。
【００１４】
（７）二つの磁気ドラムを近接部で下向きになる方向に回転させ、磁性体を含有するスラリーを磁気ドラムの下部からその近接部に導入し、固形分を磁気ドラム表面に吸着・移動させ、磁気ドラムを回転させて近接部の反対側でスクレーパーにより除去することを特徴とする、前記（１）ないし（５）のいずれかに記載の磁性体を含有するスラリーの固液分離方法。
【００１５】
（８）回転自在に保持された一対の内部が空洞の非磁性材料からなる磁気ドラムと、それぞれの内部に回転および移動が自由な状態で回転軸方向に多数の強弱の磁束密度の分布を有する円筒形磁石アッセンブラーとを必須の構成要素として備え、磁気ドラムに液流規制手段を設けたことを特徴とする、固液分離装置。
【００１６】
（９）円筒形磁石アッセンブラーが、薄い円盤型の永久磁石と薄い円盤型のヨークとを交互に積み重ね、重ね合わされた磁石の互いに対向する面が同一の極性となるよう積み重ねられたものであることを特徴とする、前記（８）に記載の固液分離装置。
【００１７】
（１０）液流規制手段が、二つの磁気ドラムの表面の円周方向に、磁石アッセンブラーの磁石とヨークの間隔と同一の間隔で設けた溝であることを特徴とする、前記（８）または（９）に記載の固液分離装置。
【００１８】
（１１）さらに液流規制手段として制御棒を設け、制御棒の表面の円周方向に、磁石アッセンブラーの磁石とヨークの間隔と同一の間隔で溝を設けることを特徴とする、前記（８）または（９）に記載の固液分離装置。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の固液分離方法と固液分離装置では、固形分の吸着場所において磁力および磁束密度に強弱の分布を有しており、磁力および磁束密度の最も強い部分で、磁性体を加えた固形分を含むスラリーからの固形分の分離を行なうので、磁力が非常に効率よく磁性体に作用するため、従来の磁力を利用した種々の固液分離方法や固液分離装置に比べて、固形分を効率よく分離することができる。また、磁気ドラムに吸着した固形分をスクレーパーなどによって掻き落とす際にも、磁気ドラム内部の磁石アッセンブラーが偏芯して配置されているため、磁力および磁束密度の最も弱い部分で掻き落とすこととなり、固形分を効率よく分離し、回収することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明は、内部が空洞である二つの磁気ドラムを用い、この内部にそれぞれその回転軸方向に多数の強弱の磁束密度の分布を有する円筒形磁石アッセンブラーを回転および移動が自由な状態で挿入し、かつ磁石アッセンブラーの磁束密度の分布が強い箇所に対応した位置であって、二つの磁気ドラムの表面または制御棒の表面に多数の溝を設け、このような一対の磁気ドラムを内部の磁石アッセンブラーがその磁力により互いにひきつけられた状態で回転させ、ここに磁性材料を添加した固形分を含有するスラリーを導入して、スラリー中の固形分を分離する、固液分離方法および固液分離装置である。
【００２１】
以下に、図面を用いて本発明を更に説明する。
図１は、本発明の方法に使用する偏芯二軸磁気分離装置の磁気ドラム部分の一部切り欠きした斜視図である。図２は本発明の方法に使用する偏芯二軸磁気分離装置の主要部の平面図であり、図３は磁気ドラム部分の断面の平面図であり、図４は磁気ドラム部分の一部拡大した平面と側面の部分断面図である。図５は磁気ドラム内の磁石アッセンブラーの磁力線の分布を示す説明図である。
【００２２】
図１および図２に示すように、二つの磁気ドラム２，２’が、互いに接した状態で、その回転軸４，４’と軸受け５，５’および６、６’によって回転自在に支持されており、二つの回転軸にはその一端で互いに噛合する駆動ギア７，７’がとりつけられ、駆動プーリー８を介して駆動用モーター（図示せず）につながれている。駆動用モーターが駆動プーリー８を経て駆動ギアを回転させて、二つの磁気ドラム２，２’を互いに接した状態で反対方向に回転させる。
【００２３】
図３に示すように、この二つに磁気ドラム２,２'はその内部が円筒形の空洞の構造となっており、それぞれの内部に磁石アッセンブラー３,３'が挿入されている。磁石アッセンブラー３,３'は、薄い円盤状の永久磁石１１，１１’とほぼ同じ大きさの薄い円盤状のヨーク１２，１２’とを交互に多数積み重ねて構成された円筒状の部材である。一つの磁石アッセンブラー内の永久磁石の配置は、図４に示すように、互いに重なり合う磁石の互いに対向する面の極性が同一となるように配置し、その間にヨークが挿入されている。したがって、例えば、ある磁石の片面がＮ極であれば、ヨークを挟んだ隣り合う磁石の対向する面がＮ極であり、この磁石の反対側の面がＳ極となる。このような配置で、磁石とヨークを交互に積み重ねて磁気アセンブラー３，３’を構成する。
【００２４】
このような磁石アッセンブラー３又は３’を磁気ドラム２，２’の空洞部にそれぞれ挿入する。磁石アッセンブラー３又は３’は、二つの磁気ドラム２，２’の空洞部にてそれぞれ回転および移動が自由な状態で挿入されている。この二つの磁気ドラム２，２’を互いに接する状態に配置すると、磁石アッセンブラーの磁力の吸引力によって磁石アッセンブラー３および３’が互いに吸引されて図４の側面図に示すように、磁気ドラム２，２’の回転軸から偏芯した、磁気ドラムの接触部分側に偏位した位置で安定化する。このとき二つの磁石アッセンブラー３,３'は、図４に示すように、一方の磁石アッセンブラー３のＮ極と他方の磁石アッセンブラー３’のＳ極とが最も接近した位置で、互いにＮ極とＳ極が対向した位置で安定化する。
【００２５】
図１〜図４は磁気ドラム２，２’の表面に溝１３，１３’を設けた場合である。磁気ドラム２，２’の表面には、図４に示すように、その内部に挿入されている磁石アッセンブラー３，３’の磁石１１，１１’とヨーク１２，１２’の繰り返しの間隔と同じ間隔の寸法で、磁気ドラムの円周方向に溝１３，１３’を形成させる。このようにその断面が櫛歯状となるように溝を形成した一対の磁気ドラム２，２’を、その凸部が互いに接するように配置する。このようにして二つの磁気ドラム２，２’の接する部分に多数の開口部が形成され、これが分離液通過孔１４となる。
【００２６】
二つの磁気ドラム２，２’とその内部に磁石アッセンブラー３又は３’を上記のように配置した本発明の装置では、磁石アッセンブラー３又は３’による磁力線の分布が図５示すようになる。即ち、薄い円盤状の永久磁石１１，１１’をヨーク１２，１２’で挟んで積み重ねた磁石アッセンブラー３，３’では、図５の平面図（ａ）に示すように、磁石のＮ極とＳ極の磁力線がヨークを通ってその外側の、磁石アッセンブラーの円筒形の胴部の磁石とヨークの境界部分に、磁石とヨークの繰り返しの間隔に対応した位置に磁力線の強弱となって現れる。従って、前述のように、磁石とヨークの繰り返しの間隔と同じ間隔の寸法で磁気ドラムに溝を設けることによって、分離液通過孔１４の部分で磁束密度が最も高く、磁力が最も強い状態とすることができる。
【００２７】
また、二つの磁気ドラム２，２’の断面方向から見た場合には、図５の側面断面図（ｂ）に示すように、磁石アッセンブラー３，３が磁気ドラムの接する側に偏芯して位置しているため、二つの磁気ドラム２，２’が接する部分で磁束密度が最も高く、磁力が最も強い状態となり、その反対側の磁気ドラムの接する部分の反対側で磁束密度が最も低く、磁力が最も弱い状態となる。
【００２８】
磁石アッセンブラー３，３’は、図４に示すように磁気ドラム２，２’の内部の空間部に移動と回転が自由な状態で挿入するが、図６（ａ）に示すように、磁石アッセンブラー３，３’を中央部に穴の開いたドーナツ状とし、この穴に磁気ドラム２，２’の回転軸４，４’を貫通して取り付け、この回転軸に磁石アッセンブラー３，３’がぶら下がるように取り付けてもよい。この場合には、二つの磁気ドラムをセットする前は、図６（ｂ）に示すように中の磁石アッセンブラー３，３’は下方に垂れ下がった状態になっているが、二つの磁気ドラムを接触させてセットした後では、図６（ｃ）に示すように中の磁石アッセンブラー３，３’は互いに引き寄せられて接近した状態になる。
【００２９】
磁気ドラム２，２’は非磁性の材料、例えば、ステンレススチール、セラミックス、チタン合金、各種の合成樹脂などで構成されている。磁石アッセンブラー３又は３’の永久磁石は強磁性材料から選ばれ、例えば、ネオジウム、フェライト、サマコバ、アルイコなどが挙げられる。このうちで成形性、磁力および価格の点からニオジウムが好ましく、ニッケルめっきしたものが用いられる。ヨークとしては、炭素や珪素などを含まない純鉄が最も好ましいが、一般的な軟鉄も使用することができる。
【００３０】
磁石アッセンブラー３又は３’の永久磁石は円盤状であり、固液分離装置の大きさにもよるが、その直径は７０〜１００ｍｍ、好ましくは７５〜８０ｍｍであり、厚さが４〜１５ｍｍ、好ましくは８〜１０ｍｍである。また、ヨークも同じ大きさの円盤状であり、その直径は７０〜１１０ｍｍ、好ましくは８０〜８５ｍｍであり、厚さが８〜２０ｍｍ、好ましくは１０〜１２ｍｍである。このような永久磁石とヨークを、交互に２０〜５０枚積み重ねて磁石アッセンブラー３又は３’とする。
【００３１】
磁気ドラム２，２’は、その表面の円周方向に溝１３，１３’を形成する。溝１３，１３’の間隔は、内部の磁石アッセンブラーの磁石とヨークの厚さの合計の間隔と同一の寸法とする。溝の幅と深さもこれに依存するが、一般的にその幅は８〜２０ｍｍ、好ましくは１０〜１２ｍｍであり、深さが０．３〜２ｍｍ、好ましくは０．５〜１．０ｍｍである。
【００３２】
次に、本発明の固液分離装置を用いた固液分離方法について説明する。
まず、磁気ドラムの表面に溝を設けた場合には以下のように実施する。図１に示す固液分離装置によって、図８に示すように磁化活性汚泥スラリーのような磁性材料を加えた固形分を含むスラリー１７を上部から供給して分離する方法と、図９に示すようにスラリー１８を下部から供給して分離する方法がある。
【００３３】
スラリーを上部から供給して固形分を分離する場合には、図８に示すように、二つの磁気ドラム２，２’の接する部分でドラム表面が上方に動くような回転方向で、二つの磁気ドラム２，２’を互いに反対方向に回転させ、この二つの磁気ドラムの接する部分にスラリー１７を供給する。磁気ドラム２と２’の凸部は接しているため、スラリー１７は溝によって形成された分離液通過孔１４を通って下方に流下しようとする。ところがこの部分は既に述べたように磁束密度が最も高く、磁力が最も強い部分であるため、スラリー１７中の磁性材料を加えた固形分は磁力によって吸引され、ドラムの表面に吸着され、固形分が分離した水分のみが下方に流下する。ドラムの表面に吸着された固形分は、ドラムの回転と共にドラムの上部から反対側へ移動する。二つの磁気ドラム２，２’の接する部分の反対側にはスクレーパー９，９’が備えられており、ドラムの表面に吸着された固形分はこのスクレーパー９，９’によって掻き落とされて、分離回収される。本発明の方法においては、ドラム内部の磁石アッセンブラー３，３が偏芯しているため、このスクレーパーによって固形分を掻き落とす位置が磁束密度が最も低く、磁力が最も弱くなっているため、吸着した固形分を容易に、かつ効率的に掻き落とし回収することができる。
【００３４】
スラリーを下部から供給して固形分を分離する場合には、図９に示すように、二つの磁気ドラム２，２’の接する部分でドラム表面が下方に動くような回転方向で二つの磁気ドラム２，２’を互いに反対方向に回転させ、この状態で二つの磁気ドラムの下半分以上の部分をスラリー１８に浸漬する。スラリー１８は二つの磁気ドラム２，２’の接する部分を通過して上方へ流出しようとするが、やはり分離液通過孔１４を通過する際に磁性材料を加えた固形分は磁気ドラム表面に吸着する。水分のみが二つの磁気ドラムの間の分離液通過孔１４を通過するため、上部へ流出した分離水は分離水出口から抜き出される。一方、磁気ドラム表面に吸着した固形分は、磁気ドラムの下方のスラリーの中を反対側へ移動する。この位置が前述したように磁束密度が最も低く、磁力が最も弱くなっているため、吸着した固形分を容易に、かつ効率的に掻き落とし回収することができる。
【００３５】
本発明の固液分離方法および固液分離のもう一つの実施態様として、図７（ａ）に示すような、一対の磁気ドラム２，２’と共に、図７（ｂ）に示すような制御棒１５を使用する方法がある。この場合には、既に述べたのと同様な基本構成で、内部に磁石アッセンブラー３，３’を有する二つの磁気ドラム２，２’と、二つの磁気ドラム２，２’の接する部分に制御棒１５を設けた固液分離装置を使用する。磁気ドラム２，２’の内部に設ける磁石アッセンブラー３，３’は既に述べたものと同一の構成のものである。二つの磁気ドラム２，２’は非磁性材料からなり、その表面には溝は形成させない。一方、制御棒１５の表面に、磁気ドラム２，２’の内部に挿入されている磁石アッセンブラー３，３’の磁石１１，１１’とヨーク１２，１２’の繰り返しの間隔と同じ間隔の寸法で、制御棒１５の表面の円周方向に溝１６を形成させる。
【００３６】
制御棒１５を、二つの磁気ドラム２，２’が互いに接する箇所で両方の磁気ドラムの表面に接するように配置することによって、制御棒１５に形成した溝１６によって、分離液通過孔が形成される。既に述べた場合と同様に、この場合も二つの磁気ドラム２，２’の表面にその内部に挿入されている磁石アッセンブラー３，３’による磁力の分布が発生し、分離液通過孔の部分で磁束密度が最も高く、磁力が最も強くなる。
【００３７】
この制御棒１５を用いる方式での固液の分離は以下のようにして行なう。
まず、スラリーを上部から供給して固形分を分離する場合には、二つの磁気ドラム２，２’の接する部分で磁気ドラム表面が上方に動くような回転方向で、二つの磁気ドラム２，２’を互いに反対方向に回転させ、この二つの磁気ドラム２，２’と制御棒１５の接する部分にスラリーを供給する。スラリーは溝１６によって形成された分離液通過孔を通って下方に流下しようとする。ところがこの部分は磁束密度が最も高く、磁力が最も強い部分であるため、スラリー中の磁性材料を加えた固形分は磁力によって吸引され、ドラムの表面に吸着され、固形分が分離した水分のみが下方に流下する。ドラムの表面に吸着された固形分は、ドラムの回転と共にドラムの上部から反対側へ移動する。二つの磁気ドラム２，２’の接する部分の反対側にはスクレーパー９，９’が備えられており、ドラムの表面に吸着された固形分はこのスクレーパー９，９’によって掻き落とされて、分離回収される。ドラム内部の磁石アッセンブラー３，３が偏芯しているため、このスクレーパーによって掻き落とす位置が磁束密度が最も低く、磁力が最も弱くなっているため、吸着した固形分を容易に、かつ効率的に掻き落とし回収することができる。
【００３８】
次に、スラリーを下部から供給して固形分を分離する場合には、二つの磁気ドラム２，２’の接する部分でドラム表面が下方に動くような回転方向で二つの磁気ドラム２，２’を互いに反対方向に回転させ、この位置に二つのドラムと接するように制御棒１５が配置され、この状態で二つの磁気ドラムの下半分以上の部分をスラリーに浸漬する。スラリーは二つの磁気ドラム２，２’が制御棒１５と接する部分を通過して上方へ流出しようとするが、やはり分離液通過孔を通過する際に磁性材料を加えた固形分は磁気ドラム表面に吸着される。水分のみが二つの磁気ドラム２，２’と制御棒１５の間の分離液通過孔を通過するため、上部へ流出した分離水は分離水出口から抜き出される。一方、磁気ドラム２，２’の表面に吸着した固形分は、ドラムの下方のスラリーの中を反対側へ移動し、スクレーパー９，９’によって掻き落とされる。この位置が前述したように磁束密度が最も低く、磁力が最も弱くなっているため、吸着した固形分を容易に、かつ効率的に掻き落とし回収することができる。
次に、本発明を実施例によって更に詳しく説明する。
【実施例１】
【００３９】
図１〜図４に示す固液分離装置を用いて、都市下水を活性汚泥処理したスラリーからの活性汚泥の分離を行なった。
固液分離装置は、表面に幅が１０ｍｍ、深さが０．５ｍｍで１８ｍｍ間隔で溝を形成した直径が１１４ｍｍの、互いに接して回転自在に取り付けられた二つの磁気ドラム２，２’と、これを回転自在に取り付けるための回転軸４，４'、軸受け５，５’、６，６’、ギア７，７’および駆動プーリーから構成され、さらに、二つの磁気ドラム２，２’の内部には、磁石アッセンブラー３，３’が挿入されている。磁石アッセンブラー３，３’は、直径７４ｍｍ、厚さ６ｍｍの円盤状の永久磁石と直径８２ｍｍ、厚さ１２ｍｍの円盤状のヨークとを交互に２７枚重ね合わせて構成されている。内部の磁石アッセンブラー３，３’は、その磁力によって互いに引きつけられた状態で磁気ドラム２，２’の内部で安定化していた。磁気ドラムの表面の溝の部分での磁力の強さは４５０ｍＴであった。
一方、固形分濃度が約１５％の前記活性汚泥処理スラリーに、平均粒径が０．４μｍの磁性粉を、固形分に対して３％の割合で添加し、スラリーをアジターを用いて毎分１０００回転で攪拌して、磁性粉含有スラリーを調製した。
【００４０】
上記の固液分離装置の磁気ドラムを毎分１０回転で、磁気ドラムの互いに接する表面が上方に動く方向に回転させ、この磁気ドラムの互いに接する部分に上記の磁性粉を添加した活性汚泥処理スラリーを、毎分０．１５リットルの割合で供給した。この状態で固液分離装置の運転を続けたところ、ほとんどの固形分は二つの磁気ドラム２，２’の特に溝の部分に吸着され、磁気ドラムの回転と共に磁気ドラムの上部から反対側へ移動した。この磁気ドラムの互いに接する位置の反対側に備えられているスクレーパー９，９’によって、磁気ドラムに吸着した固形分はすべて掻き落とされ回収することができた。一方、水分は磁気ドラムの互いに接するで固形分が吸着除去された状態で、磁気ドラムの互いに接する部分の分離液通過孔１４を通って磁気ドラムの下方へ流れ落ちた。この固形分を分離した水分を採取して肉眼で観察したところ、ほとんど固形分が観察されなかった。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の固液分離方法と固液分離装置は、通常の自然沈降分離では長時間を要したり、広大なスペースを必要として十分な固液分離が困難な、都市下水などの活性汚泥処理した廃水やその他種々の固形分を含むスラリーなどの、固液分離、固形分の分離回収などに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の固液分離装置の磁気ドラム部分の一部切り欠き斜視図である。
【図２】本発明の固液分離装置の平面図である。
【図３】本発明の固液分離装置の磁気ドラムと磁石アッセンブラーの部分の平面の断面図である。
【図４】本発明の固液分離装置の磁気ドラムと磁石アッセンブラーの一部の平面部分断面図（ａ）および側面部分断面図（ｂ）である。
【図５】本発明の固液分離装置の磁石アッセンブラーの部分の磁力線の分布を示す説明図である。
【図６】本発明の固液分離装置の磁気ドラムの回転軸を磁気アッセンブラーに貫通させた場合の斜視図（ａ）および断面図（ｂ）、（ｃ）かならる説明図である。
【図７】本発明の固液分離装置の制御棒を用いる場合の磁気ドラム部分の一部切り欠きした斜視図（ａ）および制御棒の斜視図（ｂ）である。
【図８】本発明の固液分離装置の使用状態を示す平面図（ａ）および側面図（ｂ）からなる説明図である。
【図９】本発明の固液分離装置の使用状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
１      固液分離装置
２、２’      磁気ドラム
３、３’      磁石アッセンブラー
４、４’      回転軸
５、５’      軸受け  
６、６’      軸受け
７、７’      ギア
８      プーリー
９、９’    スクレーパー
１１、１１’    永久磁石
１２，１２’    ヨーク
１３，１３’    溝
１４      分離水通過孔
１５      制御棒
１６      溝
１７      スラリー
１８      スラリー
【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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