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連続磁気分離装置 新技術説明会

国内特許コード P110003357
整理番号 RJ007P54
掲載日 2011年6月20日
出願番号 特願2004-161495
公開番号 特開2005-342551
登録番号 特許第4129548号
出願日 平成16年5月31日(2004.5.31)
公開日 平成17年12月15日(2005.12.15)
登録日 平成20年5月30日(2008.5.30)
発明者
  • 岡 徹 雄
  • 横 山 和 哉
  • 能 登 宏 七
出願人
  • 独立行政法人科学技術振興機構
  • 岡 徹雄
発明の名称 連続磁気分離装置 新技術説明会
発明の概要

【課題】被処理液中の物質を磁性体微粒子を含む凝集剤により磁性を持った浮遊固形物として磁力により分離する際に、効率的に浮遊固形物を捕捉でき、事実上処理作業を中断せず連続動作可能な磁気分離装置を安価に提供する。
【解決手段】上方に開口部を有し非磁性材料からなり被処理液を容れる導管と、被処理液の水位より下に配置され導管の側面外壁に近接して導管を挟んで水平方向の磁場を形成する一対の、又は複数対の磁石と、全体として略円形板状になるように配置、成形された磁性体及びその周囲を覆う磁性フィルタ層からなり、磁場に平行な回転軸を有し、回転軸に垂直な吸着面の略下半分が常に被処理液に浸され浮遊固形物を吸着し、吸着面の略上半分が常に浮遊固形物を吸着した状態で上方外部に露出するように配置された吸着板と、吸着板の外部に露出した側に配置された、浮遊固形物の削ぎ取り部とを含む。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


一般に、上水、下水、産業廃水などに関する浄水化処理、特に、被処理水中から富栄養化した汚泥(主として、燐含有物)を分離する際に、実際の分離処理を行う前に、高勾配磁場を利用して生成された、例えば、マグネタイトなどのフェライト(粉状あるいは粒状の強磁性体:以下、磁性体微粒子と称す)を含む凝集剤で、被処理水中の汚濁物を、予め、磁性を持った浮遊固形物(フロック)としている。



また、貴金属などを含む被処理液から有用な物質を回収したい場合にも、同様な浮遊固形物を形成する。



そして、この状態の被処理液を、超伝導ソレノイドコイルを外側に巻回した非磁性材料からなる導管内に導き、前記超伝導ソレノイドコイルの付勢により導管内に磁場を発生し、この磁場の中に置かれたフィルタを介して、被処理液を濾過すると共に、その後、フィルタから、これに付着した浮遊固形物を廃棄あるいは回収するという、フィルタ式磁気分離装置が提唱されている。



即ち、このような磁気分離装置は、被処理液中の物質が専ら汚濁物である場合は、被処理液の浄化装置となり、被処理液中の物質が有用である場合は、被処理液からの有用な物質の回収装置となる。



フィルタ式磁気分離装置は、被処理液の流れに平行な方向の磁場が利用でき、フィルタによる浮遊固形物の分離効率がよい点で優れているが、被処理液中の浮遊固形物を捕捉するにつれ、フィルタが目詰まりをおこすので、断続的にフィルタを洗浄する必要があり、その間、磁場を切らなければならず、連続動作ができないという問題があった。



そこで、フィルタを用いることなく、被処理液の流れに直行する方向の磁場を発生させ、導管の内壁面を利用して、被処理液中の浮遊固形物を捕捉する磁気分離装置が提案された。



しかしながら、この方式では、導管外側に異極性の磁石が対向する配置となるので、導管内壁面に沿って一般に略均一な磁場が発生し、浮遊固形物が有効に捕捉できないという問題があった。
その原因は、浮遊固形物を捕捉する能力が、磁束密度だけではなく、磁束密度と磁束密度の勾配の積に比例するからである。



この問題に対して本願発明者たちは特許文献1において、導管の内壁面(導管内に配置した板の面を含む)に、多数の磁性材料からなる誘導片を、その一端が内壁面に露出するように埋設することにより、前記誘導片に磁力線を集結させ、誘導片の近傍での磁場勾配を増大し、浮遊固形物を誘導片に誘導し効果的に捕捉するという、内壁埋設誘導片式磁気分離装置の技術を開示した。



内壁埋設誘導片式によれば、フィルタ式の場合と同じように、導管内での被処理液の流れの中に十分な高勾配磁場を発生させることができた。
導管外側に対向して配置する異極性の磁石としては永久磁石や超伝導ソレノイドコイルを用いてもよいが、特にバルク超伝導体磁石を用いると、永久磁石に比べ、格段に大きい磁束密度、従って格段に大きい浮遊固形物捕捉能力が得られ、超伝導ソレノイドコイルに比べ、設備を大幅に簡素化でき、低コストで提供できるメリットが得られた。



しかもフィルタを用いる浮遊固形物の捕捉と比べ、目詰まりのおそれもなく、フィルタ式の場合のような頻繁な洗浄が不要で、処理作業の中断による稼働率の低下も、最小限に留めることができる。



しかしながら、内壁埋設誘導片式の場合、導管の内壁面には埋設した誘導片の近傍を中心に浮遊固形物が付着するので、フィルタ式の場合ほど頻繁ではないが、ある頻度での洗浄が必要であり、そのたびに処理作業の中断による稼働率の低下が避けられないという問題があった。




【特許文献1】特開2003-320272号公報

産業上の利用分野


本発明は、被処理液中の物質を、磁性体微粒子を含む凝集剤により磁性を持った浮遊固形物とした後の被処理液から、前記浮遊固形物を磁力により分離する磁気分離装置に係り、特に、前記浮遊固形物の分離が連続的に行える連続磁気分離装置に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
被処理液中の浮遊物質を、磁性体微粒子を含む凝集剤により凝集して、磁性を持った凝集固形物とした後被処理液から前凝集固形物を磁力により分離する磁気分離装置において、
上方に開口部を有し非磁性材料からなり、前記被処理液を容れる導管と、
記導管を挟んで異極、あるいは同極が対向するように、かつ前記被処理液の水位より下の位置に配置され、水平方向の磁場を形成する一対の、もしくは複数対の磁石と、
全体として円形板状になるように配置され成形された一つ又は複数の磁性体及びその周囲を覆う、複数の磁性フィラメントを含有する樹脂からなる磁性フィルタ層からなる吸着板であって、
前記磁場に平行な回転軸を有し、前記回転軸に垂直な表面が吸着面をなし、前記吸着面の少なくとも下半分の一部が、常に前記被処理液に浸されて前記磁場を横断しながら前記浮遊固形物を吸着し、前記吸着面の少なくとも上半分の一部が、常に前記浮遊固形物を吸着した状態で前記導管の開口部を経て前記導管の上方外部に露出するように回転可能に配置された吸着板と、
前記吸着板に吸着された浮遊固形物を削ぎ取るため、前記吸着板の前記導管の外部に露出した側の一部に配置された削ぎ取り部と、
を含んで構成されることを特徴とする連続磁気分離装置。

【請求項2】
前記一対の、もしくは複数対の磁石は、着磁された超伝導バルク磁石、永久磁石、電磁ソレノイドを用いた電磁石、又は超伝導コイルを用いた磁石で構成されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の連続磁気分離装置。

【請求項3】
前記磁性フィルタ層は、複数の磁性フィラメントを含有する樹脂を前記円形板状の磁性体に塗布、成形、固着してなり、少なくとも半数の前記磁性フィラメントの長手方向が前記吸着面に平行である、
ことを特徴とする請求項1に記載の連続磁気分離装置。

【請求項4】
前記削ぎ取り部は、前記吸着板の吸着面に接して、あるいは前記吸着板の吸着面から、前記凝縮固形物を削ぎ取るのに必要な間隔だけ近接して、前記吸着板の半径方向に延伸され固定されたヘラ又はブラシである、
ことを特徴とする請求項1に記載の連続磁気分離装置。

【請求項5】
前記吸着板の磁性体は、互いに離隔して配置され成形された複数の磁性体からなり、
前記複数の磁性体の間隙には、前記吸着板の吸着面と前記導管の内側面との距離に等しい高さを有するストッパが埋め込まれ、
前記ストッパはバネによって、前記吸着板の吸着面に垂直な方向に往復移動可能に支持され、
前記吸着板に設けられた前記ストッパ前記削ぎ取り部の配置されていない箇所にある場合には、前記ストッパは吸着面に垂直に突出しており、
前記吸着板に設けられた前記ストッパ前記削ぎ取り部の配置されている箇所にある場合は、前記ストッパは前記削ぎ取り部によって押し込まれて、前記吸着板の吸着面より内部に位置する、
ことを特徴とする請求項1に記載の連続磁気分離装置。

【請求項6】
前記吸着板の磁性体は、互いに離隔して配置され成形された複数の磁性体からなり、
前記複数の磁性体の間隙には、前記吸着板の吸着面と前記導管の内側面との距離に等しい高さを有するストッパが埋め込まれ、
前記ストッパはバネによって、前記吸着板の吸着面に垂直な方向から水平な方向に回転移動可能に支持され、
前記吸着板に設けられた前記ストッパ前記削ぎ取り部の配置されていない箇所にある場合には、前記ストッパは吸着面に垂直に突出しており、
前記吸着板に設けられた前記ストッパ前記削ぎ取り部の配置されている箇所にある場合は、前記ストッパは前記削ぎ取り部によって回転しながら倒されて、前記吸着板の吸着面に対して同一面内に位置する、
ことを特徴とする請求項1に記載の連続磁気分離装置。

【請求項7】
前記導管の、少なくとも浮遊固形物回収領域を含む部分が取り外し可能になっている、
ことを特徴とする、請求項1、5、及び6のいずれか1項に記載の連続磁気分離装置。
産業区分
  • 混合分離
  • 処理操作
  • 高分子化合物
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2004161495thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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