磁気分離装置及び磁気分離方法並びに廃水処理装置及び廃水処理方法
【課題】本発明は、フィルタを使用することなく、磁気分離装置のみによって清澄な処理水を得ることができる磁気分離装置及び磁気分離方法並びに廃水処理装置及び廃水処理方法を提供する。
【解決手段】本発明の磁気分離装置１０は、分離槽３０内に磁力を有する２枚のディスク３２、３４が配置される。ディスク３２、３４は、分離槽３０内に廃水が流入した際に、その下半分が廃水に水没される。分離槽３０の上部壁面の両壁面のうちディスク３２、３４の回転方向上流側に位置する一壁面３０Ａに廃水の供給部３８が設けられている。また、分離槽３０の上部両壁面のうちディスク３２、２４の回転方向下流側に位置する他壁面３０Ｂに処理水の排出部４０が設けられている。これにより、分離槽３０内における廃水の流れ方向と、回転するディスク３２、３４の回転方向が同一となり、ディスク３２、３４に付着した磁気フロックを剥離させる力が大幅に減少し、従来必要としたフィルタが不要になる。
【解決手段】本発明の磁気分離装置１０は、分離槽３０内に磁力を有する２枚のディスク３２、３４が配置される。ディスク３２、３４は、分離槽３０内に廃水が流入した際に、その下半分が廃水に水没される。分離槽３０の上部壁面の両壁面のうちディスク３２、３４の回転方向上流側に位置する一壁面３０Ａに廃水の供給部３８が設けられている。また、分離槽３０の上部両壁面のうちディスク３２、２４の回転方向下流側に位置する他壁面３０Ｂに処理水の排出部４０が設けられている。これにより、分離槽３０内における廃水の流れ方向と、回転するディスク３２、３４の回転方向が同一となり、ディスク３２、３４に付着した磁気フロックを剥離させる力が大幅に減少し、従来必要としたフィルタが不要になる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気分離装置及び磁気分離方法並びに廃水処理装置及び廃水処理方法に関し、特に浮遊固形物、油、重金属を含有する廃水から浮遊固形物、油、重金属を分離して処理水を得る磁気分離装置及び磁気分離方法並びに廃水処理装置及び廃水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
浮遊固形物、油、重金属を含有する廃水から浮遊固形物、油、重金属を分離する装置として、磁気分離装置を使用した廃水処理装置が従来から知られている。この廃水処理装置によれば、廃水に含まれる浮遊固形物、油、重金属を凝集処理する際に磁性粉を廃水に添加し、磁性粉を含む凝集フロック（以下、磁性フロックと称する）を磁気分離装置の磁力によって分離することにより、処理水を得るものである。
【０００３】
図１０は、特許文献１に開示された廃水処理装置１００の構成を示すブロック図である。
【０００４】
この廃水処理装置１００によれば、廃水は急速撹拌槽１０２内で磁性粉（例えば四三酸化鉄）、無機凝集剤（例えば塩化第二鉄、ポリ塩化アルミニウム）と混合された後、緩速撹拌槽１０４で高分子凝集剤と混合される。急速撹拌槽１０２、緩速撹拌槽１０４内で生成された磁性フロックには廃水中の浮遊固形物、油、重金属などが取り込まれ、これにより廃水は浄化される。磁性フロックは、緩速撹拌槽１０４の後段に設置されたフロック分離装置１０６によって分離される。フロック分離装置１０６は磁気分離装置１０８、及びフィルタ１１０で構成される。磁性フロックが分離された廃水は処理水となる。磁気分離装置１０８によって分離されなかった磁性フロックは、後段のフィルタ１１０で分離除去され、再び磁気分離装置１０８に返送されて分離される。
【０００５】
しかしながら、特許文献１の廃水処理装置１００は、磁気分離装置１０８とフィルタ１１０とを並設することで、清澄な処理水を得ることはできるが、フィルタ１１０の目詰まりを防止するために、大きなろ過面積を必要とする、連続的な逆洗浄が必要になるという問題があった。すなわち、特許文献１の廃水処理装置１００は、沈殿池の代わりに磁気分離装置１０８を用いることによって設置面積を飛躍的に小さくできるという利点があるにも関らず、大きなフィルタ１１０と必要とするので、磁気分離装置１０８の利点を損なっていた。
【０００６】
一方、特許文献２に開示されたディスク型の磁気分離装置１２０の構造を図１１、図１２に示す。なお、図１１は磁気分離装置１２０の平面図、図１２は磁気分離装置１２０の正面図であり、断面半円弧形状の分離槽１２２を透視した説明図である。
【０００７】
この磁気分離装置１２０の分離槽１２２内には、磁力を有するディスク１２４、１２６が所定の間隔で配置されている。このディスク１２４、１２６は、その中央部に軸１２８が固定され、この軸１２８が不図示のモータに連結されている。このモータによってディスク１２４、１２６が軸１２８を介して図１２の反時計回り方向に回転される。また、ディスク１２４、１２６は、分離槽１２２内に廃水が流入した際に、その下半分が廃水に水没されるようにその高さ位置が設定されている。
【０００８】
分離槽１２２の底部中央部には、廃水の供給部１３０が設けられている。よって、凝集後の廃水は供給部１３０から上向流として分離槽１２２内に流入し、供給部１３０を中心として２方向に分岐する。そして、廃水が分離槽１２２の上部両側に設けられた処理水排出口１３２、１３４に向って流れる間に、廃水中の磁性フロックがディスク１２４、１２６に付着する。また、ディスク１２４、１２６に付着した磁性フロックは、ディスク１２４とディスク１２６との間に設けられたスクレーパ１３６によって、ディスク１２４、１２６の回転時に掻き取られる。そして、掻き取られた磁性フロックは、スクレーパ１３６に沿って設けられた汚泥掻き取り器１３８によって掻き取られて磁気分離装置１２０の外部に排出される。
【０００９】
この磁気分離装置１２０によれば、分離槽１２２内における水流方向とディスク１２４、１２６の回転方向が反対になる領域（図１２の軸１２８から見て左側の部分）が存在する。この領域においては、廃水の水流によって、ディスク１２４、１２６に付着した磁性フロックを剥離させる力が、磁性フロックに大きく作用するため、処理水の水質が若干悪化する可能性がある。このため、特許文献２の磁気分離装置１２０では、処理水排出口１３４の後段にフィルタが必要となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−１１２９７８号公報
【特許文献２】特開２００９−１０１３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前述の如く、従来の磁力を用いた廃水処理装置では、清澄な処理水を得るために、磁気分離装置の後段に大きなフィルタが必要であり、設置面積を小さくできる磁気分離装置の利点を損なうという欠点があった。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、フィルタを使用することなく、磁気分離装置のみによって清澄な処理水を得ることができる磁気分離装置及び磁気分離方法並びに廃水処理装置及び廃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】
【００１３】
本発明は、前記目的を達成するために、凝集した磁性フロックを含有する廃水が供給される分離槽と、該分離槽内に配設されて回転されながら前記磁性フロックを磁力によって吸着するディスク状又はドラム状の分離器と、前記分離器に吸着された前記磁性フロックを回収する回収手段とを備えた磁気分離装置において、前記分離器は、前記分離槽内の前記廃水に下方部が水没されるとともに、該分離槽の廃水中での回転方向が、該分離槽内で流れる前記廃水の水流方向と同一方向に設定されていることを特徴とする磁気分離装置を提供する。
【００１４】
本発明は、前記目的を達成するために、凝集した磁性フロックを含有する廃水を分離槽に流入させて、前記分離槽内に配設されたディスク状又はドラム状の分離器を回転させながら前記磁性フロックを前記分離器の磁力によって吸着し、前記分離器に吸着された前記磁性フロックを回収手段によって回収する磁気分離方法において、前記分離槽内の前記廃水に前記分離器の下方部を水没させるとともに、該分離槽の廃水中での前記分離器の回転方向を、該分離槽に流れる前記廃水の水流方向と同一方向に設定したことを特徴とする磁気分離方法を提供する。
【００１５】
従来の磁気分離装置の欠点発生原因は、分離槽内において廃水の水流方向と分離器の回転方向が反対になる部分が存在することにある。
【００１６】
本発明は、この欠点を解消するために、分離槽内における廃水の流れ方向と、回転するディスク状あるいはドラム状の分離器の回転方向を同一とした。これにより、分離器に付着した磁気フロックを剥離させる力が大幅に減少するため、分離器による磁気フロックの回収効率が大幅に向上する。この効果によって、従来必要としたフィルタが不要になるので、磁気分離装置の設置スペースを省スペース化することができる。なお、分離器はディスク状あるいはドラム状に限定されるものではなく、回転された際にその外周の軌跡が円となるものであればよい。
【００１７】
また、本発明の磁気分離装置は、前記分離槽は断面半円弧状であり、該分離槽の上部両端のうち前記分離器の回転方向上流側に位置する一端部に前記廃水の供給部が設けられ、前記上部両端のうち前記分離器の回転方向下流側に位置する他端部に処理水の排出部が設けられていることが好ましい。
【００１８】
また、本発明の磁気分離方法は、前記分離槽を断面半円弧状に構成し、該分離槽の上部両端のうち前記分離器の回転方向上流側に位置する一端部から前記廃水を前記分離器に供給し、前記上部両端のうち前記分離器の回転方向下流側に位置する他端部から処理水を排出することが好ましい。
【００１９】
本発明は、磁気分離装置及び方法の一形態を示すものである。すなわち、分離槽を断面半円弧状に構成し、この上部両端のうち分離器の回転方向上流側に位置する一端部から廃水を分離器に供給し、上部両端のうち分離器の回転方向下流側に位置する他端部から処理水を排出する。これにより、分離槽内における廃水の流れ方向と回転する分離器の回転方向とを、簡単な構造で同一とすることができる。
【００２０】
また、本発明の磁気分離装置は、前記分離器の最大周速が、前記分離槽内の廃水の流速以下に設定されていることが好ましい。
【００２１】
また、本発明の磁気分離方法は、前記分離器の最大周速を、前記分離槽内の廃水の流速以下に設定することが好ましい。
【００２２】
分離器に吸着された磁性フロックは、分離器の回転によって廃水の水面から上昇して離水した際に、重力の影響を大きく受けるため、分離器から離れようとする。そこで、分離器の最大周速を、分離槽内の廃水の流速以下に設定すると、磁性フロックが離水しようとした際に、廃水の流勢によって磁性フロックを分離器とともに上方に押し上げる力が磁性フロックに加わる。これにより、分離器からの磁性フロックの剥離を抑えることができるので、磁性フロックの回収効率が更に向上する。
【００２３】
本発明は、前記目的を達成するために、廃水が貯留された原水タンクと、前記原水タンクから廃水が供給されて該廃水、磁性粉、及び無機凝集剤を混合する急速攪拌槽と、前記急速攪拌槽によって混合された廃水が供給されて該廃水と高分子凝集剤とを混合することにより廃水中に磁性フロックを生成する緩速攪拌槽と、前記緩速攪拌槽によって混合された廃水が供給されて該廃水中の前記磁性フロックを廃水から分離する本発明の磁気分離装置と、を備えたことを特徴とする廃水処理装置を提供する。
【００２４】
本発明は、前記目的を達成するために、原水タンクに貯留された廃水を急速攪拌槽に供給する工程と、前記急速攪拌槽内において前記廃水、磁性粉、及び無機凝集剤を混合して緩速攪拌槽に供給する工程と、前記緩速攪拌槽内に供給された前記廃水と高分子凝集剤とを攪拌して廃水中に磁性フロックを生成し、該廃水を磁気分離装置に供給する工程と、前記磁気分離装置に供給された前記廃水から本発明の磁気分離方法により磁気フロックを分離する工程と、を備えていることを特徴とする廃水処理方法を提供する。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように磁気分離装置及び磁気分離方法並びに廃水処理装置及び廃水処理方法によれば、フィルタを使用することなく、磁気分離装置のみによって清澄な処理水を得ることができる。これにより、磁気分離装置及び廃水処理装置の設置面積を省スペース化でき、特に、設置スペースが限定された洋上構造物に設置される廃水処理設備に好適となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施の形態の磁気分離装置が適用された廃水処理装置１２の構造を示したブロック図
【図２】第１の実施の形態の磁気分離装置の平面図
【図３】図２に示した磁気分離装置の正面図
【図４】図３に示した磁気分離装置の右側面図
【図５】図２のＡ−Ａ線に沿う磁気分離装置の断面図
【図６】図２のＢ−Ｂ線に沿う磁気分離装置の断面図
【図７】サンプルの除去率の実験結果を示したグラフ
【図８】第２の実施の形態の磁気分離装置の平面図
【図９】図８に示した磁気分離装置の正面図
【図１０】従来の廃水処理装置の構成を示すブロック図
【図１１】従来の磁気分離装置の平面図
【図１２】図１１に示した磁気分離装置の正面図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、添付図面に従って本発明に係る磁気分離装置及び磁気分離方法並びに廃水処理装置及び廃水処理方法の好ましい実施の形態について説明する。
【００２８】
図１は、実施の形態の磁気分離装置１０が適用された廃水処理装置１２の構造を示したブロック図である。
【００２９】
この廃水処理装置１２は、廃水の処理系統の上流側から下流側に向けて原水タンク１４、急速攪拌槽１６、緩速攪拌槽１８、及び磁気分離装置１０が配置されて構成される。
【００３０】
被処理水である廃水（浮遊固形物、油、重金属を含有する廃水）は、まず、原水タンク１４から、原水ポンプ２０により急速攪拌槽１６に送水される。次に、急速攪拌槽１６では、無機の凝集剤、例えばＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）、硫酸第二鉄、塩化第二鉄、硫酸アルミニウム等が、無機凝集剤注入ポンプ（図示せず）によって無機凝集剤槽２２から加えて、急速に攪拌が行われる。ここで、急速の攪拌によって浮遊物質や油粒子の衝突頻度が高まる中で凝集剤の効果によってマイクロフロックと呼ばれる多数の小さな塊が形成される。次いで、急速攪拌槽１６の内部、又は急速攪拌槽１６を出たところで、磁性粉注入ポンプ（図示せず）により磁性粉槽２４から、マグネタイト等の磁性粉が廃水に添加される。そして、磁性粉と前記マイクロフロックを含む廃水は、急速攪拌槽１６を出た後、緩速攪拌槽１８に流入する。ここで、高分子ポリマー（高分子凝集剤）を、ポンプ（図示せず）により高分子ポリマータンク２６から緩速攪拌槽１８に注入し、緩速攪拌槽１８内で低速で攪拌して磁性フロックを成長させる。この場合の高分子ポリマーはアニオン系が望ましく、例えばポリアクリルアミドが適している。ポリアクリルアミドの場合は粉末で保管しておき、フィーダで定量高分子ポリマータンク２６に注入して攪拌する構造が考えられる。また、上記例は、無機凝集剤とアニオン系高分子ポリマーを使用する例を示したが、無機凝集剤を使用せずにカチオン系の高分子ポリマーのみを使用する場合でも以下の効果は同様となる。上記のように形成された磁性フロックは、緩速攪拌槽１８から磁気分離装置１０に送水され、ここで磁性フロックと処理水とが分離される。以上が廃水処理装置１２による廃水処理の流れである。
【００３１】
図２〜図６には、第１の実施の形態に係る磁気分離装置１０が示されている。すなわち、図２は磁気分離装置１０の平面図、図３は、図２に示した磁気分離装置１０の正面図、図４は、図３に示した磁気分離装置１０の右側面図、図５は、図２のＡ−Ａ線に沿う磁気分離装置１０の断面図、図６は、図２のＢ−Ｂ線に沿う磁気分離装置１０の断面図である。
【００３２】
磁気分離装置１０は、ディスク型の磁気分離装置である。すなわち、磁気分離装置１０の分離槽３０内には、内部に永久磁石が備えられた磁力を有する２枚の円盤状ディスク３２、３４が所定の間隔で配置されている。このディスク３２、３４は、その中央部に軸３６が固定され、この軸３６が不図示のモータによって回転されることにより、ディスク３２、３４が図５の反時計回り方向に回転される。また、ディスク３２、３４は、分離槽３０内に廃水が流入した際に、その下半分が廃水に水没されるようにその高さ位置が設定されている。なお、永久磁石に代えて電磁石をディスク３２、３４に設けてもよい。また、ディスクの枚数は２枚に限定されるものではなく、３枚以上であってもよい。
【００３３】
分離槽３０は、断面略半円弧状に構成された槽である。分離槽３０の上部壁面の両壁面のうちディスク３２、３４の回転方向上流側に位置する一壁面３０Ａに廃水の供給部３８が設けられている。また、分離槽３０の上部両壁面のうちディスク３２、３４の回転方向下流側に位置する他壁面３０Ｂに処理水の排出部４０が設けられている。
【００３４】
廃水の供給部３８は、パイプ状に構成された送液管路であり、一壁面３０Ａの開口部に固着されている。また、同様に排出部４０もパイプ状に構成された送液管路であり、他壁面３０Ｂの開口部に固着されている。更に、供給部３８及び排出部４０は、同一水平面内に配置されている。更にまた、供給部３８における廃水の供給量と排出部４０における処理水の排出量とは、図５の如く分離槽３０内において、ディスク３２、３４の略下半分が水没される液面レベルを維持するようにバランスされている。
【００３５】
よって、供給部３８から分離槽３０に供給された廃水は、つまり、凝集処理された磁性フロックを含む廃水は、分岐することなく排出部４０に向けて一経路に沿って流れるとともに、その経路においてディスク３２、３４の回転方向と同一方向に流れる。そして、前述したように、分離槽３０内における廃水の液面レベルは、ディスク３２、３４の略下半分が水没されるレベルに維持されているので、分離槽３０内における廃水の水流方向とディスク３２、３４の回転方向が反対になる部分は存在しない。
【００３６】
なお、分離槽３０の形状の関係で、供給部３８を分離槽３０の一壁面３０Ａに設け、排出部４０を他壁面３０Ｂに設けたが、これに限定されるものではない。つまり、分離槽３０が断面半円弧状のものであれば、その分離槽の上部両端のうちディスク３２、３４の回転方向上流側に位置する一端部に供給部３８を設け、上部両端のうちディスク３２、３４の回転方向下流側に位置する他端部に排出部４０を設ければよい。また、ディスク３２、３４の回転方向と分離槽３０内における廃水の水流方向とが同一となるのであれば、供給部３８及び排出部４０の設置位置は上記位置に限定されるものではない。例えば、供給部３８及び排出部４０の位置を同一水平面上の位置から高さ方向にずらして設けてもよい。
【００３７】
一方で分離槽３０に供給された廃水は、その廃水中の磁性フロックが、回転しているディスク３２、３４に磁力によって付着する。ディスク３２、３４に付着した磁性フロックは、水面から上昇した位置で、ディスク３２とディスク３４との間に配置されたスクレーパ４２によって、ディスク３２、３４の回転時に掻き取られる。そして、掻き取られた磁性フロックは、図２に示すようにスクレーパ４２に沿って設けられたスパイラル形状の汚泥掻き取り器４４によって掻き取られて磁気分離装置１０の外部に排出される。以上が磁気分離装置１０の作用である。
【００３８】
したがって、このように構成された磁気分離装置１０によれば、分離槽３０内における廃水の流れ方向と、回転するディスク３２、３４の回転方向が同一であるため、ディスク３２、３４に付着した磁気フロックを剥離させる力が大幅に減少し、ディスク３２、３４による磁気フロックの回収効率が大幅に向上する。この効果によって、従来必要としたフィルタが不要になるので、磁気分離装置１０の設置スペースを省スペース化することができる。
【００３９】
また、この磁気分離装置１０が設置された廃水処理装置１２においても、前記フィルタが不要なので、廃水処理装置１２の設置スペースを省スペース化することができる。特に、設置スペースが限定された洋上プラットフォーム等の洋上構造物に設置される廃水処理設備に好適でなる。
【００４０】
図７に廃水処理実験の結果を示す。
【００４１】
図７の横軸の相対速度は、分離槽３０内の廃水の平均流速に対するディスク３２、３４の外周部の速度（最大周速）の比である。相対速度１００％は、廃水平均流速とディスク３２、３４の最大周速が同一であることを示し、相対速度が１００％より大きいことは、ディスク３２、３４の最大周速が廃水平均流速より大きいことを示し、相対速度が１００％より小さいことは、ディスク３２、３４の最大周速が廃水平均流速より小さいことを示す。
【００４２】
図７の縦軸は廃水の浮遊固形物除去率を示す。
【００４３】
サンプル１のＲＵＮ１は、相対速度が小さい程、浮遊固形物除去率が良好であった。
【００４４】
サンプル２のＲＵＮ２は、相対速度が１００％の時、最も浮遊固形物除去率が良好であり、相対速度が１００％より大きい時、あるいは１００％より小さい時は、わずかではあるが浮遊固形物除去率は低下した。
【００４５】
サンプル３のＲＵＮ３は、相対速度が８０％程度の時、最も浮遊固形物除去率が良好であった。
【００４６】
以上の結果から、相対速度が１００％以下であることが好ましい。このような実験結果が得られた原因は以下の理由による。つまり、ディスク３２、３４の表面に付着した磁性フロックが水中で受ける力は、廃水の流速、ディスク３２、３４の回転速度によって決まる。その際に、ディスク３２、３４に付着した磁性フロックが水面上に引上げられる際に受ける力は、相対速度が１００％以下の場合に最も小さくなることにある。換言すれば、相対速度が１００％より大きくなると、ディスク３２、３４に付着したフロックが水面上に引上げられる際に受ける力が大きくなるため、フロックがディスク３２、３４の表面から剥離する比率が増加し、浮遊固形物除去率が低下する。
【００４７】
また、ディスク３２、３４に付着した磁性フロックは、ディスク３２、３４の回転によって廃水の水面から上昇して離水した際に、重力の影響を大きく受けるため、ディスク３２、３４から離れようとする。そこで、ディスク３２、３４の最大周速を、分離槽３０内の廃水の流速以下に設定すると、磁性フロックが離水しようとした際に、廃水の流勢によって磁性フロックをディスク３２、３４とともに上方に押し上げる力が磁性フロックに加わる。これにより、ディスク３２、３４からの磁性フロックの剥離を抑えることができるので、磁性フロックの回収効率が更に向上する。
【００４８】
具体的には、図２〜図６に示した２枚のディスク３２、３４の直径を９００ｍｍとし、ディスク３２、３４の間隔を５０ｍｍとし、ディスク間に直径３００ｍｍのディスクを押える通水路とならない円盤があるとした場合、処理水量が７．３ｍ３／ｈの時、分離槽３０内の廃水の平均流速は０．１３５ｍ／ｓとなる。このため、ディスク３２、３４の最大周速を０．０６８〜０．１３５ｍ／ｓ（相対速度約５０％〜１００％以下）とすることが好ましい。
【００４９】
図８、図９に第２の実施の形態の磁気分離装置５０を示す。なお、図８は、磁気分離装置５０の平面図であり、図９は、磁気分離装置５０の正面図である。
【００５０】
これらの図に示す磁気分離装置５０は、図２〜図６に示したディスク３２、３４に代えてドラム５２としたものである。
【００５１】
ドラム５２の表面には磁石片が密に取り付けられている。このドラム５２は、断面円弧形状の分離槽５４に下半分が水没するように配置されている。また、ドラム５２の側面には軸５６が固定され、この軸５６が不図示のモータに連結されている。このモータを駆動することにより、ドラム５２は図９において反時計回り方向に所定の速度で回転駆動されている。
【００５２】
分離槽５４の上部両端のうちドラム５２の回転方向上流側に位置する一端部には廃水の供給部５８が設けられ、上部両端のうちドラム５２の回転方向下流側に位置する他端部には排出部６０が設けられている。なお、ドラム５２の回転方向と分離槽５４内における廃水の水流方向とが同一となるのであれば、供給部５８及び排出部６０の設置位置は上記位置に限定されるものではない。
【００５３】
ドラム５２の表面に磁力により付着した磁性フロックは、水面上の位置でスクレーパ６２によって掻き取られ、スクレーパ６２に沿って下方部に集められる。例えば、ドラムの直径を６００ｍｍとし、ドラムの長さを６００ｍｍとし、通水路高さを２５ｍｍとし、処理水量を７．３ｍ３／ｈとした場合、分離槽内の廃水の平均流速は０．１３５ｍ／ｓとなるため、ドラム外周速度を０．０６８〜０．１３５ｍ／ｓ（相対速度約５０％〜１００％以下）とすることが好ましい。
【００５４】
図２〜図６に示したディスク型の磁気分離装置１０では、ディスク間にスクレーパ４２、汚泥掻き取り器４４がそれぞれ必要であるが、図８、図９に示したドラム型の磁気分離装置５０によれば、スクレーパ６２のみで汚泥を回収できるため、装置構造を簡略化することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１０…磁気分離装置、１２…廃水処理装置、１４…原水タンク、１６…急速攪拌槽、１８…緩速攪拌槽、２０…原水ポンプ、２２…無機凝集剤槽、２４…磁性粉槽、２６…高分子ポリマータンク、３０…分離槽、３２、３４…ディスク、３６…軸、３８…供給部、４０…排出部、４２…スクレーパ、４４…汚泥掻き取り器、５０…磁気分離装置、５２…ドラム、５４…分離槽、５６…軸、５８…供給部、６０…排出部、６２…スクレーパ
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気分離装置及び磁気分離方法並びに廃水処理装置及び廃水処理方法に関し、特に浮遊固形物、油、重金属を含有する廃水から浮遊固形物、油、重金属を分離して処理水を得る磁気分離装置及び磁気分離方法並びに廃水処理装置及び廃水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
浮遊固形物、油、重金属を含有する廃水から浮遊固形物、油、重金属を分離する装置として、磁気分離装置を使用した廃水処理装置が従来から知られている。この廃水処理装置によれば、廃水に含まれる浮遊固形物、油、重金属を凝集処理する際に磁性粉を廃水に添加し、磁性粉を含む凝集フロック（以下、磁性フロックと称する）を磁気分離装置の磁力によって分離することにより、処理水を得るものである。
【０００３】
図１０は、特許文献１に開示された廃水処理装置１００の構成を示すブロック図である。
【０００４】
この廃水処理装置１００によれば、廃水は急速撹拌槽１０２内で磁性粉（例えば四三酸化鉄）、無機凝集剤（例えば塩化第二鉄、ポリ塩化アルミニウム）と混合された後、緩速撹拌槽１０４で高分子凝集剤と混合される。急速撹拌槽１０２、緩速撹拌槽１０４内で生成された磁性フロックには廃水中の浮遊固形物、油、重金属などが取り込まれ、これにより廃水は浄化される。磁性フロックは、緩速撹拌槽１０４の後段に設置されたフロック分離装置１０６によって分離される。フロック分離装置１０６は磁気分離装置１０８、及びフィルタ１１０で構成される。磁性フロックが分離された廃水は処理水となる。磁気分離装置１０８によって分離されなかった磁性フロックは、後段のフィルタ１１０で分離除去され、再び磁気分離装置１０８に返送されて分離される。
【０００５】
しかしながら、特許文献１の廃水処理装置１００は、磁気分離装置１０８とフィルタ１１０とを並設することで、清澄な処理水を得ることはできるが、フィルタ１１０の目詰まりを防止するために、大きなろ過面積を必要とする、連続的な逆洗浄が必要になるという問題があった。すなわち、特許文献１の廃水処理装置１００は、沈殿池の代わりに磁気分離装置１０８を用いることによって設置面積を飛躍的に小さくできるという利点があるにも関らず、大きなフィルタ１１０と必要とするので、磁気分離装置１０８の利点を損なっていた。
【０００６】
一方、特許文献２に開示されたディスク型の磁気分離装置１２０の構造を図１１、図１２に示す。なお、図１１は磁気分離装置１２０の平面図、図１２は磁気分離装置１２０の正面図であり、断面半円弧形状の分離槽１２２を透視した説明図である。
【０００７】
この磁気分離装置１２０の分離槽１２２内には、磁力を有するディスク１２４、１２６が所定の間隔で配置されている。このディスク１２４、１２６は、その中央部に軸１２８が固定され、この軸１２８が不図示のモータに連結されている。このモータによってディスク１２４、１２６が軸１２８を介して図１２の反時計回り方向に回転される。また、ディスク１２４、１２６は、分離槽１２２内に廃水が流入した際に、その下半分が廃水に水没されるようにその高さ位置が設定されている。
【０００８】
分離槽１２２の底部中央部には、廃水の供給部１３０が設けられている。よって、凝集後の廃水は供給部１３０から上向流として分離槽１２２内に流入し、供給部１３０を中心として２方向に分岐する。そして、廃水が分離槽１２２の上部両側に設けられた処理水排出口１３２、１３４に向って流れる間に、廃水中の磁性フロックがディスク１２４、１２６に付着する。また、ディスク１２４、１２６に付着した磁性フロックは、ディスク１２４とディスク１２６との間に設けられたスクレーパ１３６によって、ディスク１２４、１２６の回転時に掻き取られる。そして、掻き取られた磁性フロックは、スクレーパ１３６に沿って設けられた汚泥掻き取り器１３８によって掻き取られて磁気分離装置１２０の外部に排出される。
【０００９】
この磁気分離装置１２０によれば、分離槽１２２内における水流方向とディスク１２４、１２６の回転方向が反対になる領域（図１２の軸１２８から見て左側の部分）が存在する。この領域においては、廃水の水流によって、ディスク１２４、１２６に付着した磁性フロックを剥離させる力が、磁性フロックに大きく作用するため、処理水の水質が若干悪化する可能性がある。このため、特許文献２の磁気分離装置１２０では、処理水排出口１３４の後段にフィルタが必要となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−１１２９７８号公報
【特許文献２】特開２００９−１０１３３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前述の如く、従来の磁力を用いた廃水処理装置では、清澄な処理水を得るために、磁気分離装置の後段に大きなフィルタが必要であり、設置面積を小さくできる磁気分離装置の利点を損なうという欠点があった。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、フィルタを使用することなく、磁気分離装置のみによって清澄な処理水を得ることができる磁気分離装置及び磁気分離方法並びに廃水処理装置及び廃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】
【００１３】
本発明は、前記目的を達成するために、凝集した磁性フロックを含有する廃水が供給される分離槽と、該分離槽内に配設されて回転されながら前記磁性フロックを磁力によって吸着するディスク状又はドラム状の分離器と、前記分離器に吸着された前記磁性フロックを回収する回収手段とを備えた磁気分離装置において、前記分離器は、前記分離槽内の前記廃水に下方部が水没されるとともに、該分離槽の廃水中での回転方向が、該分離槽内で流れる前記廃水の水流方向と同一方向に設定されていることを特徴とする磁気分離装置を提供する。
【００１４】
本発明は、前記目的を達成するために、凝集した磁性フロックを含有する廃水を分離槽に流入させて、前記分離槽内に配設されたディスク状又はドラム状の分離器を回転させながら前記磁性フロックを前記分離器の磁力によって吸着し、前記分離器に吸着された前記磁性フロックを回収手段によって回収する磁気分離方法において、前記分離槽内の前記廃水に前記分離器の下方部を水没させるとともに、該分離槽の廃水中での前記分離器の回転方向を、該分離槽に流れる前記廃水の水流方向と同一方向に設定したことを特徴とする磁気分離方法を提供する。
【００１５】
従来の磁気分離装置の欠点発生原因は、分離槽内において廃水の水流方向と分離器の回転方向が反対になる部分が存在することにある。
【００１６】
本発明は、この欠点を解消するために、分離槽内における廃水の流れ方向と、回転するディスク状あるいはドラム状の分離器の回転方向を同一とした。これにより、分離器に付着した磁気フロックを剥離させる力が大幅に減少するため、分離器による磁気フロックの回収効率が大幅に向上する。この効果によって、従来必要としたフィルタが不要になるので、磁気分離装置の設置スペースを省スペース化することができる。なお、分離器はディスク状あるいはドラム状に限定されるものではなく、回転された際にその外周の軌跡が円となるものであればよい。
【００１７】
また、本発明の磁気分離装置は、前記分離槽は断面半円弧状であり、該分離槽の上部両端のうち前記分離器の回転方向上流側に位置する一端部に前記廃水の供給部が設けられ、前記上部両端のうち前記分離器の回転方向下流側に位置する他端部に処理水の排出部が設けられていることが好ましい。
【００１８】
また、本発明の磁気分離方法は、前記分離槽を断面半円弧状に構成し、該分離槽の上部両端のうち前記分離器の回転方向上流側に位置する一端部から前記廃水を前記分離器に供給し、前記上部両端のうち前記分離器の回転方向下流側に位置する他端部から処理水を排出することが好ましい。
【００１９】
本発明は、磁気分離装置及び方法の一形態を示すものである。すなわち、分離槽を断面半円弧状に構成し、この上部両端のうち分離器の回転方向上流側に位置する一端部から廃水を分離器に供給し、上部両端のうち分離器の回転方向下流側に位置する他端部から処理水を排出する。これにより、分離槽内における廃水の流れ方向と回転する分離器の回転方向とを、簡単な構造で同一とすることができる。
【００２０】
また、本発明の磁気分離装置は、前記分離器の最大周速が、前記分離槽内の廃水の流速以下に設定されていることが好ましい。
【００２１】
また、本発明の磁気分離方法は、前記分離器の最大周速を、前記分離槽内の廃水の流速以下に設定することが好ましい。
【００２２】
分離器に吸着された磁性フロックは、分離器の回転によって廃水の水面から上昇して離水した際に、重力の影響を大きく受けるため、分離器から離れようとする。そこで、分離器の最大周速を、分離槽内の廃水の流速以下に設定すると、磁性フロックが離水しようとした際に、廃水の流勢によって磁性フロックを分離器とともに上方に押し上げる力が磁性フロックに加わる。これにより、分離器からの磁性フロックの剥離を抑えることができるので、磁性フロックの回収効率が更に向上する。
【００２３】
本発明は、前記目的を達成するために、廃水が貯留された原水タンクと、前記原水タンクから廃水が供給されて該廃水、磁性粉、及び無機凝集剤を混合する急速攪拌槽と、前記急速攪拌槽によって混合された廃水が供給されて該廃水と高分子凝集剤とを混合することにより廃水中に磁性フロックを生成する緩速攪拌槽と、前記緩速攪拌槽によって混合された廃水が供給されて該廃水中の前記磁性フロックを廃水から分離する本発明の磁気分離装置と、を備えたことを特徴とする廃水処理装置を提供する。
【００２４】
本発明は、前記目的を達成するために、原水タンクに貯留された廃水を急速攪拌槽に供給する工程と、前記急速攪拌槽内において前記廃水、磁性粉、及び無機凝集剤を混合して緩速攪拌槽に供給する工程と、前記緩速攪拌槽内に供給された前記廃水と高分子凝集剤とを攪拌して廃水中に磁性フロックを生成し、該廃水を磁気分離装置に供給する工程と、前記磁気分離装置に供給された前記廃水から本発明の磁気分離方法により磁気フロックを分離する工程と、を備えていることを特徴とする廃水処理方法を提供する。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように磁気分離装置及び磁気分離方法並びに廃水処理装置及び廃水処理方法によれば、フィルタを使用することなく、磁気分離装置のみによって清澄な処理水を得ることができる。これにより、磁気分離装置及び廃水処理装置の設置面積を省スペース化でき、特に、設置スペースが限定された洋上構造物に設置される廃水処理設備に好適となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施の形態の磁気分離装置が適用された廃水処理装置１２の構造を示したブロック図
【図２】第１の実施の形態の磁気分離装置の平面図
【図３】図２に示した磁気分離装置の正面図
【図４】図３に示した磁気分離装置の右側面図
【図５】図２のＡ−Ａ線に沿う磁気分離装置の断面図
【図６】図２のＢ−Ｂ線に沿う磁気分離装置の断面図
【図７】サンプルの除去率の実験結果を示したグラフ
【図８】第２の実施の形態の磁気分離装置の平面図
【図９】図８に示した磁気分離装置の正面図
【図１０】従来の廃水処理装置の構成を示すブロック図
【図１１】従来の磁気分離装置の平面図
【図１２】図１１に示した磁気分離装置の正面図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、添付図面に従って本発明に係る磁気分離装置及び磁気分離方法並びに廃水処理装置及び廃水処理方法の好ましい実施の形態について説明する。
【００２８】
図１は、実施の形態の磁気分離装置１０が適用された廃水処理装置１２の構造を示したブロック図である。
【００２９】
この廃水処理装置１２は、廃水の処理系統の上流側から下流側に向けて原水タンク１４、急速攪拌槽１６、緩速攪拌槽１８、及び磁気分離装置１０が配置されて構成される。
【００３０】
被処理水である廃水（浮遊固形物、油、重金属を含有する廃水）は、まず、原水タンク１４から、原水ポンプ２０により急速攪拌槽１６に送水される。次に、急速攪拌槽１６では、無機の凝集剤、例えばＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）、硫酸第二鉄、塩化第二鉄、硫酸アルミニウム等が、無機凝集剤注入ポンプ（図示せず）によって無機凝集剤槽２２から加えて、急速に攪拌が行われる。ここで、急速の攪拌によって浮遊物質や油粒子の衝突頻度が高まる中で凝集剤の効果によってマイクロフロックと呼ばれる多数の小さな塊が形成される。次いで、急速攪拌槽１６の内部、又は急速攪拌槽１６を出たところで、磁性粉注入ポンプ（図示せず）により磁性粉槽２４から、マグネタイト等の磁性粉が廃水に添加される。そして、磁性粉と前記マイクロフロックを含む廃水は、急速攪拌槽１６を出た後、緩速攪拌槽１８に流入する。ここで、高分子ポリマー（高分子凝集剤）を、ポンプ（図示せず）により高分子ポリマータンク２６から緩速攪拌槽１８に注入し、緩速攪拌槽１８内で低速で攪拌して磁性フロックを成長させる。この場合の高分子ポリマーはアニオン系が望ましく、例えばポリアクリルアミドが適している。ポリアクリルアミドの場合は粉末で保管しておき、フィーダで定量高分子ポリマータンク２６に注入して攪拌する構造が考えられる。また、上記例は、無機凝集剤とアニオン系高分子ポリマーを使用する例を示したが、無機凝集剤を使用せずにカチオン系の高分子ポリマーのみを使用する場合でも以下の効果は同様となる。上記のように形成された磁性フロックは、緩速攪拌槽１８から磁気分離装置１０に送水され、ここで磁性フロックと処理水とが分離される。以上が廃水処理装置１２による廃水処理の流れである。
【００３１】
図２〜図６には、第１の実施の形態に係る磁気分離装置１０が示されている。すなわち、図２は磁気分離装置１０の平面図、図３は、図２に示した磁気分離装置１０の正面図、図４は、図３に示した磁気分離装置１０の右側面図、図５は、図２のＡ−Ａ線に沿う磁気分離装置１０の断面図、図６は、図２のＢ−Ｂ線に沿う磁気分離装置１０の断面図である。
【００３２】
磁気分離装置１０は、ディスク型の磁気分離装置である。すなわち、磁気分離装置１０の分離槽３０内には、内部に永久磁石が備えられた磁力を有する２枚の円盤状ディスク３２、３４が所定の間隔で配置されている。このディスク３２、３４は、その中央部に軸３６が固定され、この軸３６が不図示のモータによって回転されることにより、ディスク３２、３４が図５の反時計回り方向に回転される。また、ディスク３２、３４は、分離槽３０内に廃水が流入した際に、その下半分が廃水に水没されるようにその高さ位置が設定されている。なお、永久磁石に代えて電磁石をディスク３２、３４に設けてもよい。また、ディスクの枚数は２枚に限定されるものではなく、３枚以上であってもよい。
【００３３】
分離槽３０は、断面略半円弧状に構成された槽である。分離槽３０の上部壁面の両壁面のうちディスク３２、３４の回転方向上流側に位置する一壁面３０Ａに廃水の供給部３８が設けられている。また、分離槽３０の上部両壁面のうちディスク３２、３４の回転方向下流側に位置する他壁面３０Ｂに処理水の排出部４０が設けられている。
【００３４】
廃水の供給部３８は、パイプ状に構成された送液管路であり、一壁面３０Ａの開口部に固着されている。また、同様に排出部４０もパイプ状に構成された送液管路であり、他壁面３０Ｂの開口部に固着されている。更に、供給部３８及び排出部４０は、同一水平面内に配置されている。更にまた、供給部３８における廃水の供給量と排出部４０における処理水の排出量とは、図５の如く分離槽３０内において、ディスク３２、３４の略下半分が水没される液面レベルを維持するようにバランスされている。
【００３５】
よって、供給部３８から分離槽３０に供給された廃水は、つまり、凝集処理された磁性フロックを含む廃水は、分岐することなく排出部４０に向けて一経路に沿って流れるとともに、その経路においてディスク３２、３４の回転方向と同一方向に流れる。そして、前述したように、分離槽３０内における廃水の液面レベルは、ディスク３２、３４の略下半分が水没されるレベルに維持されているので、分離槽３０内における廃水の水流方向とディスク３２、３４の回転方向が反対になる部分は存在しない。
【００３６】
なお、分離槽３０の形状の関係で、供給部３８を分離槽３０の一壁面３０Ａに設け、排出部４０を他壁面３０Ｂに設けたが、これに限定されるものではない。つまり、分離槽３０が断面半円弧状のものであれば、その分離槽の上部両端のうちディスク３２、３４の回転方向上流側に位置する一端部に供給部３８を設け、上部両端のうちディスク３２、３４の回転方向下流側に位置する他端部に排出部４０を設ければよい。また、ディスク３２、３４の回転方向と分離槽３０内における廃水の水流方向とが同一となるのであれば、供給部３８及び排出部４０の設置位置は上記位置に限定されるものではない。例えば、供給部３８及び排出部４０の位置を同一水平面上の位置から高さ方向にずらして設けてもよい。
【００３７】
一方で分離槽３０に供給された廃水は、その廃水中の磁性フロックが、回転しているディスク３２、３４に磁力によって付着する。ディスク３２、３４に付着した磁性フロックは、水面から上昇した位置で、ディスク３２とディスク３４との間に配置されたスクレーパ４２によって、ディスク３２、３４の回転時に掻き取られる。そして、掻き取られた磁性フロックは、図２に示すようにスクレーパ４２に沿って設けられたスパイラル形状の汚泥掻き取り器４４によって掻き取られて磁気分離装置１０の外部に排出される。以上が磁気分離装置１０の作用である。
【００３８】
したがって、このように構成された磁気分離装置１０によれば、分離槽３０内における廃水の流れ方向と、回転するディスク３２、３４の回転方向が同一であるため、ディスク３２、３４に付着した磁気フロックを剥離させる力が大幅に減少し、ディスク３２、３４による磁気フロックの回収効率が大幅に向上する。この効果によって、従来必要としたフィルタが不要になるので、磁気分離装置１０の設置スペースを省スペース化することができる。
【００３９】
また、この磁気分離装置１０が設置された廃水処理装置１２においても、前記フィルタが不要なので、廃水処理装置１２の設置スペースを省スペース化することができる。特に、設置スペースが限定された洋上プラットフォーム等の洋上構造物に設置される廃水処理設備に好適でなる。
【００４０】
図７に廃水処理実験の結果を示す。
【００４１】
図７の横軸の相対速度は、分離槽３０内の廃水の平均流速に対するディスク３２、３４の外周部の速度（最大周速）の比である。相対速度１００％は、廃水平均流速とディスク３２、３４の最大周速が同一であることを示し、相対速度が１００％より大きいことは、ディスク３２、３４の最大周速が廃水平均流速より大きいことを示し、相対速度が１００％より小さいことは、ディスク３２、３４の最大周速が廃水平均流速より小さいことを示す。
【００４２】
図７の縦軸は廃水の浮遊固形物除去率を示す。
【００４３】
サンプル１のＲＵＮ１は、相対速度が小さい程、浮遊固形物除去率が良好であった。
【００４４】
サンプル２のＲＵＮ２は、相対速度が１００％の時、最も浮遊固形物除去率が良好であり、相対速度が１００％より大きい時、あるいは１００％より小さい時は、わずかではあるが浮遊固形物除去率は低下した。
【００４５】
サンプル３のＲＵＮ３は、相対速度が８０％程度の時、最も浮遊固形物除去率が良好であった。
【００４６】
以上の結果から、相対速度が１００％以下であることが好ましい。このような実験結果が得られた原因は以下の理由による。つまり、ディスク３２、３４の表面に付着した磁性フロックが水中で受ける力は、廃水の流速、ディスク３２、３４の回転速度によって決まる。その際に、ディスク３２、３４に付着した磁性フロックが水面上に引上げられる際に受ける力は、相対速度が１００％以下の場合に最も小さくなることにある。換言すれば、相対速度が１００％より大きくなると、ディスク３２、３４に付着したフロックが水面上に引上げられる際に受ける力が大きくなるため、フロックがディスク３２、３４の表面から剥離する比率が増加し、浮遊固形物除去率が低下する。
【００４７】
また、ディスク３２、３４に付着した磁性フロックは、ディスク３２、３４の回転によって廃水の水面から上昇して離水した際に、重力の影響を大きく受けるため、ディスク３２、３４から離れようとする。そこで、ディスク３２、３４の最大周速を、分離槽３０内の廃水の流速以下に設定すると、磁性フロックが離水しようとした際に、廃水の流勢によって磁性フロックをディスク３２、３４とともに上方に押し上げる力が磁性フロックに加わる。これにより、ディスク３２、３４からの磁性フロックの剥離を抑えることができるので、磁性フロックの回収効率が更に向上する。
【００４８】
具体的には、図２〜図６に示した２枚のディスク３２、３４の直径を９００ｍｍとし、ディスク３２、３４の間隔を５０ｍｍとし、ディスク間に直径３００ｍｍのディスクを押える通水路とならない円盤があるとした場合、処理水量が７．３ｍ３／ｈの時、分離槽３０内の廃水の平均流速は０．１３５ｍ／ｓとなる。このため、ディスク３２、３４の最大周速を０．０６８〜０．１３５ｍ／ｓ（相対速度約５０％〜１００％以下）とすることが好ましい。
【００４９】
図８、図９に第２の実施の形態の磁気分離装置５０を示す。なお、図８は、磁気分離装置５０の平面図であり、図９は、磁気分離装置５０の正面図である。
【００５０】
これらの図に示す磁気分離装置５０は、図２〜図６に示したディスク３２、３４に代えてドラム５２としたものである。
【００５１】
ドラム５２の表面には磁石片が密に取り付けられている。このドラム５２は、断面円弧形状の分離槽５４に下半分が水没するように配置されている。また、ドラム５２の側面には軸５６が固定され、この軸５６が不図示のモータに連結されている。このモータを駆動することにより、ドラム５２は図９において反時計回り方向に所定の速度で回転駆動されている。
【００５２】
分離槽５４の上部両端のうちドラム５２の回転方向上流側に位置する一端部には廃水の供給部５８が設けられ、上部両端のうちドラム５２の回転方向下流側に位置する他端部には排出部６０が設けられている。なお、ドラム５２の回転方向と分離槽５４内における廃水の水流方向とが同一となるのであれば、供給部５８及び排出部６０の設置位置は上記位置に限定されるものではない。
【００５３】
ドラム５２の表面に磁力により付着した磁性フロックは、水面上の位置でスクレーパ６２によって掻き取られ、スクレーパ６２に沿って下方部に集められる。例えば、ドラムの直径を６００ｍｍとし、ドラムの長さを６００ｍｍとし、通水路高さを２５ｍｍとし、処理水量を７．３ｍ３／ｈとした場合、分離槽内の廃水の平均流速は０．１３５ｍ／ｓとなるため、ドラム外周速度を０．０６８〜０．１３５ｍ／ｓ（相対速度約５０％〜１００％以下）とすることが好ましい。
【００５４】
図２〜図６に示したディスク型の磁気分離装置１０では、ディスク間にスクレーパ４２、汚泥掻き取り器４４がそれぞれ必要であるが、図８、図９に示したドラム型の磁気分離装置５０によれば、スクレーパ６２のみで汚泥を回収できるため、装置構造を簡略化することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１０…磁気分離装置、１２…廃水処理装置、１４…原水タンク、１６…急速攪拌槽、１８…緩速攪拌槽、２０…原水ポンプ、２２…無機凝集剤槽、２４…磁性粉槽、２６…高分子ポリマータンク、３０…分離槽、３２、３４…ディスク、３６…軸、３８…供給部、４０…排出部、４２…スクレーパ、４４…汚泥掻き取り器、５０…磁気分離装置、５２…ドラム、５４…分離槽、５６…軸、５８…供給部、６０…排出部、６２…スクレーパ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凝集した磁性フロックを含有する廃水が供給される分離槽と、該分離槽内に配設されて回転されながら前記磁性フロックを磁力によって吸着するディスク状又はドラム状の分離器と、前記分離器に吸着された前記磁性フロックを回収する回収手段とを備えた磁気分離装置において、
前記分離器は、前記分離槽内の前記廃水に下方部が水没されるとともに、該分離槽の廃水中での回転方向が、該分離槽内で流れる前記廃水の水流方向と同一方向に設定されていることを特徴とする磁気分離装置。
【請求項２】
前記分離槽は断面半円弧状であり、該分離槽の上部両端のうち前記分離器の回転方向上流側に位置する一端部に前記廃水の供給部が設けられ、前記上部両端のうち前記分離器の回転方向下流側に位置する他端部に処理水の排出部が設けられている請求項１に記載の磁気分離装置。
【請求項３】
前記分離器の最大周速が、前記分離槽内の廃水の流速以下に設定されている請求項１又は２に記載の磁気分離装置。
【請求項４】
廃水が貯留された原水タンクと、
前記原水タンクから廃水が供給されて該廃水、磁性粉、及び無機凝集剤を混合する急速攪拌槽と、
前記急速攪拌槽によって混合された廃水が供給されて該廃水と高分子凝集剤とを混合することにより廃水中に磁性フロックを生成する緩速攪拌槽と、
前記緩速攪拌槽によって混合された廃水が供給されて該廃水中の前記磁性フロックを廃水から分離する、請求項１、２又は３に記載の磁気分離装置と、
を備えたことを特徴とする廃水処理装置。
【請求項５】
凝集した磁性フロックを含有する廃水を分離槽に流入させて、前記分離槽内に配設されたディスク状又はドラム状の分離器を回転させながら前記磁性フロックを前記分離器の磁力によって吸着し、前記分離器に吸着された前記磁性フロックを回収手段によって回収する磁気分離方法において、
前記分離槽内の前記廃水に前記分離器の下方部を水没させるとともに、該分離槽の廃水中での前記分離器の回転方向を、該分離槽に流れる前記廃水の水流方向と同一方向に設定したことを特徴とする磁気分離方法。
【請求項６】
前記分離槽を断面半円弧状に構成し、該分離槽の上部両端のうち前記分離器の回転方向上流側に位置する一端部から前記廃水を前記分離器に供給し、前記上部両端のうち前記分離器の回転方向下流側に位置する他端部から処理水を排出する請求項５に記載の磁気分離方法。
【請求項７】
前記分離器の最大周速を、前記分離槽内の廃水の流速以下に設定する請求項５又は６に記載の磁気分離方法。
【請求項８】
原水タンクに貯留された廃水を急速攪拌槽に供給する工程と、
前記急速攪拌槽内において前記廃水、磁性粉、及び無機凝集剤を混合して緩速攪拌槽に供給する工程と、
前記緩速攪拌槽内に供給された前記廃水と高分子凝集剤とを攪拌して廃水中に磁性フロックを生成し、該廃水を磁気分離装置に供給する工程と、
前記磁気分離装置に供給された前記廃水から、請求項５、６又は７に記載された磁気分離方法により磁気フロックを分離する工程と、
を備えていることを特徴とする廃水処理方法。
【請求項１】
凝集した磁性フロックを含有する廃水が供給される分離槽と、該分離槽内に配設されて回転されながら前記磁性フロックを磁力によって吸着するディスク状又はドラム状の分離器と、前記分離器に吸着された前記磁性フロックを回収する回収手段とを備えた磁気分離装置において、
前記分離器は、前記分離槽内の前記廃水に下方部が水没されるとともに、該分離槽の廃水中での回転方向が、該分離槽内で流れる前記廃水の水流方向と同一方向に設定されていることを特徴とする磁気分離装置。
【請求項２】
前記分離槽は断面半円弧状であり、該分離槽の上部両端のうち前記分離器の回転方向上流側に位置する一端部に前記廃水の供給部が設けられ、前記上部両端のうち前記分離器の回転方向下流側に位置する他端部に処理水の排出部が設けられている請求項１に記載の磁気分離装置。
【請求項３】
前記分離器の最大周速が、前記分離槽内の廃水の流速以下に設定されている請求項１又は２に記載の磁気分離装置。
【請求項４】
廃水が貯留された原水タンクと、
前記原水タンクから廃水が供給されて該廃水、磁性粉、及び無機凝集剤を混合する急速攪拌槽と、
前記急速攪拌槽によって混合された廃水が供給されて該廃水と高分子凝集剤とを混合することにより廃水中に磁性フロックを生成する緩速攪拌槽と、
前記緩速攪拌槽によって混合された廃水が供給されて該廃水中の前記磁性フロックを廃水から分離する、請求項１、２又は３に記載の磁気分離装置と、
を備えたことを特徴とする廃水処理装置。
【請求項５】
凝集した磁性フロックを含有する廃水を分離槽に流入させて、前記分離槽内に配設されたディスク状又はドラム状の分離器を回転させながら前記磁性フロックを前記分離器の磁力によって吸着し、前記分離器に吸着された前記磁性フロックを回収手段によって回収する磁気分離方法において、
前記分離槽内の前記廃水に前記分離器の下方部を水没させるとともに、該分離槽の廃水中での前記分離器の回転方向を、該分離槽に流れる前記廃水の水流方向と同一方向に設定したことを特徴とする磁気分離方法。
【請求項６】
前記分離槽を断面半円弧状に構成し、該分離槽の上部両端のうち前記分離器の回転方向上流側に位置する一端部から前記廃水を前記分離器に供給し、前記上部両端のうち前記分離器の回転方向下流側に位置する他端部から処理水を排出する請求項５に記載の磁気分離方法。
【請求項７】
前記分離器の最大周速を、前記分離槽内の廃水の流速以下に設定する請求項５又は６に記載の磁気分離方法。
【請求項８】
原水タンクに貯留された廃水を急速攪拌槽に供給する工程と、
前記急速攪拌槽内において前記廃水、磁性粉、及び無機凝集剤を混合して緩速攪拌槽に供給する工程と、
前記緩速攪拌槽内に供給された前記廃水と高分子凝集剤とを攪拌して廃水中に磁性フロックを生成し、該廃水を磁気分離装置に供給する工程と、
前記磁気分離装置に供給された前記廃水から、請求項５、６又は７に記載された磁気分離方法により磁気フロックを分離する工程と、
を備えていることを特徴とする廃水処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−１２１０３３（Ｐ２０１１−１２１０３３Ａ）
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８３０４５（Ｐ２００９−２８３０４５）
【出願日】平成２１年１２月１４日（２００９．１２．１４）
【出願人】（０００００５４５２）株式会社日立プラントテクノロジー (1,767)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１４日（２００９．１２．１４）
【出願人】（０００００５４５２）株式会社日立プラントテクノロジー (1,767)
【Ｆターム（参考）】
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