JP2861866B2 - 活性汚泥の磁気分離装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁力を利用して活性汚泥
液から活性汚泥を分離・回収するための活性汚泥の磁気
分離装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、下水等の活性汚泥液を活性汚泥と
処理水とに分離処理する方法としては、自然沈降の代わ
りに、特開昭４８−４２５７０号公報に開示されている
ように、活性汚泥液中に磁性粉を添加混入し、これを磁
界に通過させることにより、活性汚泥を凝集させて活性
汚泥液の固液分離を促進させる方法が提案されている。

【０００３】しかしながら、この方法も基本的に自然沈
降による固液分離方法であるため、広大な沈澱分離層が
必要でかつ連続処理が不可能であったり、固液分離に時
間が掛かる等という欠点を有している。そのため、特公
昭６３−５９７５９号公報では図９に示すように、この
磁性粉を含んだ活性汚泥液Ａをスラリーポンプａ等によ
って曝気槽ｂから分離槽ｃへ抜き出し、この分離槽ｃに
おいて、回転ローラｄの周囲に磁石ｅを設けた磁気分離
ローラｆによって、上記活性汚泥液Ａ中の磁性粉を含ん
だ活性汚泥Ｂを磁気吸着させて積極的に固液分離し、ス
クレーパーｇによって分離した活性汚泥Ｂを再び曝気槽
ｂ内に戻すようにした活性汚泥分離装置が提案されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図示するよ
うに、この活性汚泥分離装置は活性汚泥Ｂを吸着分離す
るための磁気分離ローラｆを、平坦な底部を有する箱型
の分離槽ｃ内を流れる活性汚泥液Ａに、その一部が浸る
ように設けた構成をしている。従って、分離槽ｃ内の活
性汚泥Ｂに磁気分離ローラｆからの磁力が作用しない領
域があるため、分離槽ｃ内の活性汚泥Ｂを効率良く吸着
・分離することが困難であった。

【０００５】そこで、本発明は上記の問題点を有効に解
決するために案出されたものであり、その目的は活性汚
泥液中の活性汚泥の吸着及び分離回収を効率良く行うこ
とができる新規な活性汚泥の磁気分離装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明は、磁性粉を添加した活性汚泥液が流
れる流路に、磁石を有する回転ドラムの一部を臨ませる
と共に回転させて、その磁石で活性汚泥を磁気吸着して
活性汚泥と処理水とに分離・回収するための活性汚泥の
磁気分離装置において、上記回転ドラムの下部に、その
回転ドラムの下部外周と側面を覆う湾曲流路を形成し、
その回転ドラムの外周に、上記流路を流れ方向左右に仕
切る鍔状の磁気吸着部材を設けると共に、その回転ドラ
ムの上部に、この磁気吸着部材に吸着した活性汚泥を除
去する掻取部材を設けたものである。

【０００７】請求項２の発明は、上記磁気吸着部材は、
上記回転ドラム外周に形成される鍔部の円周方向に沿っ
て複数の磁石体を、それぞれの磁極が上記左右の流路側
に位置するように配列してなるものである。

【０００８】請求項３の発明は、上記回転ドラムは、外
周部に上記磁石体を有するディスクと、そのディスクの
両側を支持するドラムプレートからなるものである。

【０００９】請求項４の発明は、上記ディスクの外周部
には、その円周方向に沿って上記複数の磁石体が、その
磁極面がディスク面に位置するように、かつ各磁石体の
極性がディスク面で同じになるように設けられたもので
ある。

【００１０】請求項５の発明は、上記複数枚のディスク
の両側が上記ドラムプレートで支持されて、ディスク外
周の上記磁気吸着部材で上記流路を複数に仕切り、かつ
その仕切った流路を挟んで対向する磁気吸着部材の磁極
が、それぞれ異極となるように設けられたものである。

【００１１】

【作用】本発明は上述の構成としたことにより、回転ド
ラムの外周と磁気吸着部材によって、磁気吸着部材に沿
うように円弧状に区画された流路が形成される。従っ
て、この流路内に磁性粉を添加した活性汚泥液を流すこ
とで、流路を仕切る磁気吸着部材の磁力が活性汚泥液中
に確実に作用するため、活性汚泥を磁気吸着部材に効果
的に吸着することができる。そして、磁気吸着部材に吸
着された活性汚泥は回転ドラムの回転に伴い、回転ドラ
ムの上部に設けられた掻取部材によって磁気吸着部材か
ら連続的に分離回収されることになる。また、この磁気
吸着部材は、回転ドラムの鍔やディスクで形成し、その
円周方向に沿って複数の磁石体を、それぞれの磁極が上
記左右の流路側に位置するように配列することで、個々
の磁石体の磁力が流路にくまなく作用し、磁石体のもつ
磁力を全て有効利用することができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。

【００１３】図８は従来の下水処理プロセスの一例を示
すものであり、この下水処理プロセス１１は主に水処理
系１２と汚泥処理系１３とから主に構成されている。

【００１４】水処理系１２においてはポンプ１４で圧送
された下水は沈砂池１５、沈澱池１６、曝気槽（エアレ
ーションタンク）１７及び磁気分離装置１８を経た後、
三次処理設備１９を通って再利用あるいは殺菌層２１を
通って放流される。曝気槽１７内においては汚泥液が微
生物と反応して有機分解され、その分解をさらに促進す
るために曝気用送風機２２から曝気用空気が送り込まれ
るようになっている。また、曝気槽１７内には活性汚泥
液の固液分離を容易にするために、磁性粉が添加混入さ
れる。そして、沈澱池１６及び磁気分離装置１８からポ
ンプ２３を介して排出された余剰汚泥は汚泥処理系１３
に移送され、汚泥処理するために、汚泥処理系１３には
汚泥濃縮装置２４、汚泥遠心濃縮機２５、汚泥消化槽２
６、ガスホルダ２７、ベルトプレス２８、遠心脱水装置
２９、汚泥焼却炉３１等が設置される。

【００１５】本発明の磁気分離装置１８を図１〜図３で
詳しく説明する。

【００１６】図１はこの磁気分離装置１８を示す側面
図、図２はその平面図、図３は図１中Ｄ−Ｄ線矢視図で
ある。

【００１７】図示するように、この磁気分離装置１８
は、活性汚泥液Ａが流れる流路１が形成されたフレーム
体２に、回転ドラム体３が回転自在に軸支されており、
その回転軸４にはカップリング５を介して駆動モータ６
が接続されて、回転ドラム体３が図１中時計回りに回転
駆動されるようになっている。また、この流路１は樋状
に、かつ断面コ字状に形成されており、さらに、回転ド
ラム体３が臨まれる部分には回転ドラム体３の外周に沿
って同心円弧状に湾曲した湾曲流路１ａが形成されてい
る。また、回転ドラム体３の外周中央部には回転ドラム
体３の径方向外方に突出した鍔状の磁気吸着部材７が形
成されており、図３に示すように、湾曲流路１ａを左右
に区画すると共に、この湾曲流路１ａを流れる活性汚泥
液Ａ中の活性汚泥Ｂをその両側に吸着するようになって
いる。

【００１８】この磁気吸着部材７は熱可塑性樹脂等によ
って回転ドラム３と一体的に射出形成された鍔部７ｂ
に、図１に示すように、例えば円柱状の磁石体７ａを回
転ドラム体３の周方向に、かつ図４に示すようにそれぞ
れの磁極（ＮＳ極）が回転ドラム体３の側面、すなわ
ち、湾曲流路１ａ、１ａ側に位置するように連続して配
列させたものであり、最も磁力が強い磁極部分がそれぞ
れの湾曲流路１ａ、１ａ側に臨ませることで磁力を効果
的に作用させるようになっている。

【００１９】また、回転ドラム３の上部には、この磁気
吸着部材７を左右から挾持するように一対の掻取部材
８，８が設けられている。図示するように、この掻取部
材８，８は断面コ字状に形成された樋状部材をフレーム
体２に傾斜させて固定させたものであり、磁気吸着部材
７に吸着した活性汚泥Ｂを掻き取って曝気槽１７側へ戻
すようになっている。

【００２０】次に、本実施例の作用を説明する。

【００２１】図１及び図２に示すように、曝気槽１７側
から送られてきた活性汚泥液Ａはフレーム体２に形成さ
れた流路１を水平に流された後、湾曲流路１ａ側に流れ
る。湾曲流路１ａにおいては、回転ドラム３の外周から
突出した磁気吸着部材７が湾曲流路１ａに沿って、かつ
その流れ方向左右に区画するように臨んでいることか
ら、その磁力が湾曲流路１ａ側に流れ込んだ活性汚泥液
Ａに均一に亘って作用することになる。これによって活
性汚泥液Ａ中の活性汚泥Ｂは、含んでいる磁性粉が磁気
吸着部材７の磁石体７ａに引き寄せられ、図３及び図４
に示すように、活性汚泥液Ａ中から分離し、磁気吸着部
材７の表面に塊状に吸着されることになる。この時、回
転ドラム３は図中時計回りに回転駆動していることか
ら、磁気吸着部材７に吸着された活性汚泥Ｂは回転ドラ
ム３の回転と共に回転ドラム３の上方に移送され、活性
汚泥液Ａから分離される。また、この磁気吸着部材７を
構成する各磁石体７ａは、その磁極が各湾曲流路１ａ，
１ａ側に臨むように配置されていることから、各磁石体
７ａの持つ磁力が効果的に湾曲流路１ａ側に作用するこ
ととなり、効率の良い吸着が行われる。一方、この活性
汚泥Ｂが分離された活性汚泥液Ａは処理水Ｃとなり、流
路１の端部から排出された後、その下流側で必要に応じ
て殺菌処理等が施されることになる。

【００２２】そして、磁気吸着部材７に吸着された活性
汚泥Ｂは、回転ドラム３と共に上方に移送された回転ド
ラム３上方で磁気吸着部材７の両側に当接されている掻
取部材８，８によって磁気吸着部材７から連続的に掻き
取られた後、この傾斜に沿って流れ落ち、再び曝気槽１
７側へ戻されて、排水等の有機処理に用いられることに
なる。

【００２３】このように、本発明は活性汚泥を磁気吸着
する回転ドラムに沿って、湾曲した流路を形成すること
により、これを流れる活性汚泥液へ磁力を均一に作用さ
せることが可能となるため、磁気吸着による活性汚泥の
分離効率を大きく向上させることができる。

【００２４】次に、本発明の他の実施例を説明する。

【００２５】図５は、図４の回転ドラム３を変形した例
を示したものである。。

【００２６】図４においては、磁石体７ａが、回転ドラ
ム３の鍔部７ｂの周方向に、かつそれぞれの磁極（ＮＳ
極）が磁気吸着部材７の側面、すなわち、湾曲流路１
ａ、１ａ側に位置するように連続して配列して磁気吸着
部材７を構成したが、本例においては回転ドラム３にお
ける磁気吸着部材７は、図５に示すように、薄円板で形
成してディスク４０とし、このディスク４０を挾み込む
ように、同じく薄円板で形成したドラムプレ−ト５０を
両側に配置して回転ドラム３と磁気吸着部材７を独立さ
せて形成したものである。

【００２７】このように、回転ドラム３における磁気吸
着部材７を独立させて形成することにより、装置の構成
がシンプルになり、またディスク４０を流路１の流れ方
向左右に平行に複数配置する際の装置の形成が容易にな
る。

【００２８】図７は、図５で説明したディスク４０の例
を示す図である。

【００２９】図７（Ａ）に示すディスク４０は、磁石に
はゴム状のシ−ト磁石（例えば５ｍｍ間隔に帯状に交互
に着磁されたフェライト磁石）を用いている。シ−ト磁
石を平行に配置することにより、ディスク４０の大きさ
は制限されないが、これは図７（Ｂ）に示すように、同
一平面上にＮとＳの磁極が交互に配置されているため、
磁力線Ｍが磁石の表面近くでリタ−ンしてしまい、磁界
が及ぶ範囲が狭いという欠点がある。

【００３０】図７（Ｃ）は、ディスク４０全体を磁石と
したもので、磁石にはフェライトなどの円板状の磁石を
用いており、磁石の表裏面で、ＮとＳの磁極を統一して
配置したものである。

【００３１】また、図７（Ｄ）は、合成樹脂やＡｌから
なるディスク４０の外周に、間隔を置いて多数の小さな
円筒状の磁石体７ａを配列して構成したもので、磁石に
は、例えばＮｄ−Ｆｅ−Ｂ磁石等を用いており、磁石の
表裏面で、ＮとＳの磁極を統一して配置したものであ
る。

【００３２】図７（Ｃ），（Ｄ）のディスク４０は、図
７（Ｅ）で示すように、ディスク４０の表裏面で、Ｎと
Ｓの磁極が統一して配置されるため、磁力線Ｍが磁石の
表面近くでリタ−ンすることはなく、磁界の及ぶ範囲が
広大になる。

【００３３】さらに、図７（Ｄ）に示したディスク４０
の円周方向に沿って配列する磁石体７ａとして、現在最
高の保磁力を有するＮｄ−Ｆｅ−Ｂ磁石等に代表される
焼結磁石を用いると、磁力線Ｍの作用領域が大きくなり
特に好ましい。

【００３４】なお、回転ドラム３を大型にする場合に
は、成形できる磁石体７ａの大きさに応じて、適時ディ
スク４０に磁石体７ａを配置することは勿論である。

【００３５】図６は、図５をさらに変形した例を示し、
ディスク４０とドラムプレート５０を多段に設けて回転
ドラム３を構成した例を示す。

【００３６】本例においては、ディスク４０で形成され
る磁気吸着部材７の数を、複数にして流路１の流れ方向
左右に平行に配置すると、磁気吸着部材７の単位面積当
たりの活性汚泥液Ａの体積が少なくなるため、活性汚泥
Ｂの除去効率がより良好になり、また流路断面積も大き
くできるため、活性汚泥の処理量を増大することができ
る。

【００３７】磁気吸着部材７を流路１の流れ方向左右に
平行に複数枚配置する場合、回転ドラム３における磁気
吸着部材７を独立させて形成すると、図６に示すよう
に、ディスク４０とドラムプレ−ト５０との相互関係
は、ドラムプレ−ト５０の間にディスク４０を挾み込ん
だ構造、すなわちサンドウィッチ状の構造となるため、
回転ドラム３と磁気吸着部材７とを一体形成するより
も、装置の構成がシンプルになり、磁気吸着部材７の複
数化が容易となる。

【００３８】また、ディスク４０を流路１の流れ方向左
右に平行に複数枚配置する場合、図６に示すように、磁
石体７ａの同じ磁極を対向して配置することにより、磁
力線Ｍが湾曲流路１ａ全体に隅々まで行き渡り、湾曲流
路１ａ全体に磁界が及ぶため、効果的に活性汚泥Ｂの磁
気吸着が行える。

【００３９】尚、上述した実施例では一つまたは二つの
磁気吸着部材７を有する回転ドラム３の例で説明した
が、図８に示すように、流路を含む回転ドラムを同軸状
に並列に多数配設したり、一つの流路にその流れ方向に
沿って２つ以上設けることで、短時間で汚泥分離の処理
能力を大巾に高めることができる。

【００４０】また、上述の実施例では円柱状の磁石体を
磁気吸着部材に埋め込んで配置したが、磁石体の形状は
どのようなものでもよく、磁気吸着部材全体を磁石体に
してもよいことは勿論である。

【００４１】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、回転ドラ
ムの外周と磁気吸着部材によって、磁気吸着部材に沿う
ように円弧状に区画された流路が形成される。従って、
この流路内に磁性粉を添加した活性汚泥液を流すこと
で、流路を仕切る磁気吸着部材の磁力が活性汚泥液中に
確実に作用するため、活性汚泥を磁気吸着部材に効果的
に吸着することができる。そして、磁気吸着部材に吸着
された活性汚泥は回転ドラムの回転に伴い、回転ドラム
の上部に設けられた掻取部材によって磁気吸着部材から
連続的に分離回収されることになる。また、この磁気吸
着部材は、回転ドラムの鍔やディスクで形成し、その円
周方向に沿って複数の磁石体を、それぞれの磁極が上記
左右の流路側に位置するように配列することで、個々の
磁石体の磁力が流路にくまなく作用し、磁石体のもつ磁
力を全て有効利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す部分破断側面図であ
る。

【図２】本発明の一実施例を示す平面図である。

【図３】図１中Ｄ−Ｄ矢視図である。

【図４】図３中の部分拡大図である。

【図５】図４の回転ドラムを変形した例を示す図であ
る。

【図６】図５の実施例を変形した例を示す図である。

【図７】図５のディスクの例を示す図である。

【図８】下水処理プロセスの一例を示す鳥瞰図である。

【図９】従来の磁気分離装置を示す説明図である

【符号の説明】

１ 流路 １ａ 湾曲流路 ３ 回転ドラム ７ 磁気吸着部材 ７ａ 磁石体 ７ｂ 鍔部 ８ 掻取部材 ４０ ディスク ５０ ドラムプレ−ト Ａ 活性汚泥液 Ｂ 活性汚泥 Ｃ 処理水

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C02F 3/12 C02F 11/12 C02F 1/48 B03C 1/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性粉を添加した活性汚泥液が流れる流
   路に、磁石を有する回転ドラムの一部を臨ませると共に
   回転させて、その磁石で活性汚泥を磁気吸着して活性汚
   泥と処理水とに分離・回収するための活性汚泥の磁気分
   離装置において、上記回転ドラムの下部に、その回転ド
   ラムの下部外周と側面を覆う湾曲流路を形成し、その回
   転ドラムの外周に、上記流路を流れ方向左右に仕切る鍔
   状の磁気吸着部材を設けると共に、その回転ドラムの上
   部に、この磁気吸着部材に吸着した活性汚泥を除去する
   掻取部材を設けたことを特徴とする活性汚泥の磁気分離
   装置。
2. 【請求項２】 上記磁気吸着部材は、上記回転ドラム外
   周に形成される鍔部の円周方向に沿って複数の磁石体
   を、それぞれの磁極が上記左右の流路側に位置するよう
   に配列してなることを特徴とする請求項１記載の活性汚
   泥の磁気分離装置。
3. 【請求項３】 上記回転ドラムは、外周部に上記磁石体
   を有するディスクと、そのディスクの両側を支持するド
   ラムプレートからなる請求項１または２記載の活性汚泥
   の磁気分離装置。
4. 【請求項４】 上記ディスクの外周部には、その円周方
   向に沿って上記複数の磁石体が、その磁極面がディスク
   面に位置するように、かつ各磁石体の極性がディスク面
   で同じになるように設けられる請求項３記載の活性汚泥
   の磁気分離装置。
5. 【請求項５】 上記複数枚のディスクの両側が上記ドラ
   ムプレートで支持されて、ディスク外周の上記磁気吸着
   部材で上記流路を複数に仕切り、かつその仕切った流路
   を挟んで対向する磁気吸着部材の磁極が、それぞれ異極
   となるように設けられる請求項３記載の活性汚泥の磁気
   分離装置。