JP2002066536A

JP2002066536A - 洗濯排水リサイクル方法及び装置

Info

Publication number: JP2002066536A
Application number: JP2000261283A
Authority: JP
Inventors: Shigehiro Sugiyama; 茂広杉山; Toshio Hattori; 敏夫服部; Atsushi Ueda; 敦士上田; Shinji Makita; 伸二蒔田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2000-08-30
Filing date: 2000-08-30
Publication date: 2002-03-05

Abstract

(57)【要約】【課題】洗濯排水のカチオン濃度を導電率によっ
て管理することにより、着色を防ぐのに十分な水質のリ
サイクル水を提供することができる、安価で簡便かつ用
途に合ったリサイクル方法及び装置を提供すること。【解決手段】排水中の固形汚れと有機系汚れを除去す
るステップと、除去処理済の排水と上水とを混合し、混
合したリサイクル水の導電率を測定するステップと、リ
サイクル用の弁あるいは上水用の弁またはそれらの両方
の弁を制御して、除去処理済の排水あるいは上水または
それらの両方の流量を混合後のリサイクル水の導電率が
既定値以下になるように調節し、水質を管理するステッ
プとを含む、洗濯排水のリサイクル方法及び装置を提供
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水質を管理し洗濯
排水をリサイクルする方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】水質を管理して、装置を制御する方法と
しては、特願平6-509170号公報（特許2821023）に記載
される水の軟水化処理装置の樹脂再生、及び特願昭63-2
00214号公報（特許2085281）に記載される冷却塔の配管
系の腐食防止がある。

【０００３】前者は、軟水化処理にイオン交換樹脂を用
いるが、その寿命をイオン交換樹脂装置の前後で導電率
を測定し、その値の変化によりイオン交換樹脂の再生時
期を検知するものである。後者は、冷却塔に使用する水
に関し、イオン濃度が低くなると炭酸カルシウム系の保
護皮膜が無くなり配管が腐食するため、水中のイオン濃
度を、イオン濃度と比例関係にある導電率を用いてある
設定値で管理し、配管の腐食を防ぐものである。しか
し、水質を管理して、洗濯排水をリサイクルする方法は
知られていない。

【０００４】図４に、洗濯排水のリサイクルに関する、
逆浸透膜を使った従来型排水リサイクル装置のフロー図
を示す。図中の百分率は排水の80 %がリサイクルされる
ことを想定したときのリサイクル率を示す。なお、同じ
部材には同じ符号を付した。

【０００５】１は上水及び井水又は工業用水を用いて被
洗物であるホテルリネン（シーツ、タオル、浴衣な
ど）、各種ユニホーム、基準寝具などを洗濯する洗濯機
（主に連続式水洗機（以下連洗機という）、またはバッ
チ式洗濯機を指す）である。洗濯機１では、予洗、本
洗、濯ぎ工程により被洗物を洗濯し、使用済みの排水は
系外に排出する（以下排水原水という）。排水原水は、
人体からでる油脂汚れや洗剤を主とする有機系汚れ、洗
濯力強化助剤を主とする無機塩類（水中では溶解するも
の）、糸屑や髪の毛を主とする固形汚れを含んでいる。

【０００６】糸屑や髪の毛等の固形汚れは、一次フィル
タ５を用いて除去する。固形汚れが除去された排水は、
調整槽６に溜める。排水はアルカリ溶液であるため、必
要であれば調整槽６で次行程のバイオ処理に適するｐＨ
値であるｐＨ = ６〜８に調整し、一定量ずつバイオ処
理槽７へ送る。

【０００７】バイオ処理槽７では、微生物の分解作用に
よって有機汚れを除去するが、無機塩類はほとんどその
まま残留する。有機汚れが除去されたバイオ処理水は、
第一貯水槽（沈殿槽）１４に溜める。第一貯水槽では、
活性汚泥とバイオ処理水を比重差により分離する。沈降
した汚泥は、汚泥返送ポンプ１８でバイオ処理槽７へ返
送する。

【０００８】第一貯水槽１４の上澄み液である、無機塩
類を含んだバイオ処理水を洗濯水として洗濯機１にリサ
イクルすると、被洗物への着色原因となるため、無機塩
類を除去する必要がある。

【０００９】従来技術におけるリサイクル方法では、膜
処理部１５により無機塩類を除去する。膜処理部１５で
は、逆浸透膜を用い、逆浸透効果によって選択的に水の
みを透過させ、膜を透過できない無機塩類を濃縮分離す
ることができる。逆浸透膜透過水は、第二貯水槽１６に
溜め、上水、井水等の新水と共に洗濯水として再利用さ
れる。

【００１０】なお、逆浸透膜に微生物が混入すると逆浸
透膜モジュール内で繁殖し目詰まりの原因となるため、
膜処理部の入口で、微生物を除去することが可能な精密
ろ過膜１７へバイオ処理水を通してから膜処理部１５へ
送る。

【００１１】図４に示すリサイクル装置は、全排水原水
をバイオ処理による浄化後、膜処理部（逆浸透膜）１５
へ供給し、約80％の高リサイクル率を達成できる反面、
高価な逆浸透膜を用いているため、以下の問題がある。
すなわち、逆浸透膜及び関連部品（膜及び付帯設備）の
設備費が高いため、装置のイニシャルコストが高いこと
と、バイオ処理水に界面活性剤などのバイオ処理しにく
い有機物が残存すると、これが逆浸透膜に付着し易く、
膜目詰まりによるトラブルの発生が多く、膜寿命が短く
なることである。また、逆浸透膜を用いるため、リサイ
クルする水質は上水以上に浄化されるが、洗濯水として
は過剰な水質である。さらに、水質によっては、逆浸透
膜を用いてもリサイクル率80％を達成できないことがあ
る。

【００１２】例えば、洗濯水中のシリカ濃度が高い場
合、バイオ処理では除去されない溶解シリカが逆浸透膜
で濃縮され、ある濃度以上になると除去不可能なシリカ
の結晶が膜表面に析出し閉塞する。一旦析出すると、除
去するためにはアルカリ洗浄が必要だが、アルカリ洗浄
条件下では膜材質の耐性に問題がある。逆浸透膜では、
シリカが析出しない様に、つまり高濃縮させないように
運転する必要がある。すなわち、リサイクル率を下げる
必要がある。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記課題を解
決し、導電率によってリサイクル水の水質を管理するこ
とが可能な、安価で簡便、かつ洗濯水の用途に合ったリ
サイクル方法、及び装置を提供することを目的とする。

【００１４】本発明は、排水中の固形汚れと有機系汚れ
を除去するステップと、除去処理済の排水と上水とを混
合し、混合したリサイクル水の導電率を測定するステッ
プと、リサイクル用の弁あるいは上水用の弁またはそれ
らの両方の弁を制御して、除去処理済の排水あるいは上
水またはそれらの両方の流量を混合後のリサイクル水の
導電率が既定値以下になるように調節し、水質を管理す
るステップとを含む、洗濯排水のリサイクル方法を提供
する。上記リサイクル水の導電率の値が1000μS/cm以下
の範囲になるように、上記リサイクル水用の弁あるいは
上記上水用の弁またはそれらの両方の弁の開閉を制御す
ることが好ましい。また、リサイクルし易い洗濯排水で
ある濯ぎ排水を主に分別回収してリサイクルすることが
好ましい。

【００１５】また本発明は、排水中の固形汚れと有機系
汚れを除去する処理装置と、処理後の排水と上水とを混
合するための水槽と、該水槽に設けられた導電率計と、
該導電率計の値に応じて該排水もしくは上水またはそれ
らの両方の該水槽への流量を制御するための弁とを含む
ことを特徴とする洗濯排水リサイクル装置を提供する。
上記処理装置が上記排水中の固形物を除去するフィルタ
と、固形物を除去した該排水中の液性を調節する調整槽
と、調整された該排水中の有機物を除去するバイオ処理
槽と、該バイオ処理槽で処理された該排水を貯蔵するバ
イオ処理水貯水槽とを含むことが好ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づいて詳細に説明する。同じ部材には同じ符号を
付して表した。なお、これらの実施の形態は、本発明を
限定するものではない。

【００１７】図１は、本発明の一つの形態である水質管
理型の洗濯水リサイクル装置を示すフロー図である。図
中の百分率は排水の60 %がリサイクルされることを想定
したときのリサイクル率を示す。

【００１８】洗濯機１は水を用いてホテルリネン、各種
ユニホーム、基準寝具等の被洗物を洗濯する。洗濯機１
では、予洗、本洗、濯ぎ工程により被洗物を洗濯し、排
水原水を排出する。排水原水には、人体からでる油脂汚
れや洗剤を主とする有機系汚れと、洗濯力強化助剤を主
とする無機塩類と、糸屑や髪の毛を主とする固形汚れと
を含んでいる。

【００１９】本発明の好ましい形態においては、洗濯機
１に、リサイクルしない排水を排出するための予洗・本
洗排水排出管２及びリサイクル用排水管４が取り付けら
れている。

【００２０】予洗・本洗排水排出管２は、リサイクルに
適さない、汚れ量が多い（負荷が大きい）予洗、本洗の
排水を排出するために用いる。排出された排水は、公共
下水道やリサイクルに用いない排水専用の活性汚泥槽等
の排水処理装置３へ流す。

【００２１】リサイクル用排水管４は、リサイクルし易
い、すなわち汚れの少ない濯ぎ排水を主に回収し、次行
程である一次フィルタ５へ導入するために使用する。

【００２２】一次フィルタ５は、洗濯機１から導入され
た排水の糸屑や髪の毛等の固形汚れを除去するために用
いる。フィルタには排水に含まれる糸屑が除去可能で且
つ洗浄が容易に行える隙間約1mmのウェッジワイヤなど
が好ましいがこれらに限定されない。なお、固形汚れが
少ない場合には、フィルタを取り付ける必要はない。

【００２３】固形汚れが除去された排水は、調整槽６に
溜める。排水はアルカリ溶液であるため、必要であれば
調整槽６で次工程のバイオ処理に適するｐＨ値（ｐＨ=
６〜８）に調整する。ｐＨ調整には硫酸、塩酸等の酸を
用いることが好ましい。ｐＨが調整された排水は、一定
量ずつバイオ処理槽７へ送る。送液量としては、バイオ
処理槽内で界面活性剤が原因で発泡することが無い様、
少量ずつ回分的に供給することがが好ましいが、これに
限定されない。目安としては、バイオ処理槽内での界面
活性剤量を化学的酸素要求量(以下CODという)で20mg/Ｌ
以下とする。

【００２４】バイオ処理槽７では、微生物による酸化分
解（究極では二酸化炭素と水まで分解）作用により有機
汚れを除去する。微生物としては微生物分解しにくい非
イオン系界面活性剤(ポリオキシエチレンアルキルフェ
ニルエーテル)を高速で分解できる当社の獲得した界面
活性剤高速分解菌SD-21(工業技術院生命工業技術研究所
寄託菌、受託番号FERM-17161)などを単独、もしくは混
合して用いることができるが、これに限定されず周知の
有機物分解作用のある微生物を用いることができる。ま
た、バイオ処理槽において排水１Ｌあたり8000〜12000m
gの微生物を用いるのが好ましいが、これに限定され
ず、用途に合わせて微生物量を選択することができる。
有機汚れを除去し、固形分離した排水であるバイオ処理
水は、バイオ処理水貯水槽８に溜める。

【００２５】バイオ処理槽７の中には、微生物を含む活
性汚泥を高濃縮し、バイオ処理槽７をコンパクト化する
目的と汚泥の流出を防ぐ目的で固液分離装置１３を設置
してある。この装置１３は、厚さ約5mm〜10mmの多孔質
体に精密ろ過膜を張付け成形した精密ろ過平膜を約５〜
10mmの一定間隔に配列した構造である。汚泥は膜の外表
面で分離され、バイオ処理水を内側に透過することで分
離される。膜を透過したバイオ処理水は膜内部と繋がっ
ている透過水管に集合され、バイオ処理槽からバイオ処
理水貯水槽へ送られる。

【００２６】なお、図１の一次フィルタ５からバイオ処
理水貯水槽８までの処理過程は、好ましくは、排水中の
混入物がカチオンのみになる程度まで浄化できるもので
あればよく、上記の形態の装置には限定されない。

【００２７】リサイクル水貯水タンク９には、固形汚れ
や有機系汚れ等を除去し、主にカチオンが残った除去処
理済の排水と上水とが弁により流量を制御されて流入す
る。リサイクル水貯水タンク９では、被洗物に着色など
の影響がないカチオン濃度まで除去処理済の排水を上水
で希釈する。この希釈によるリサイクル水の水質管理
は、リサイクル水貯水タンクに設置された導電率計１１
で行う。

【００２８】導電率計１１は、リサイクル水貯水タンク
９中の、リサイクル水の導電率の値を検知する。導電率
計１１の値が設定値より低い場合、すなわちイオン成分
が少ない場合、リサイクル水用弁１０を開き、除去処理
済の排水をリサイクル水貯水タンク９へ供給する。逆に
導電率の値が設定値より高くなった場合、リサイクル水
用弁１０が閉まり、上水用弁１２が開いて、上水がリサ
イクル水貯水タンクへ供給される。リサイクル水用弁１
０及び上水用弁１２は電磁弁を用いることが好ましい
が、これに限定されない。

【００２９】本発明の別の形態においては、リサイクル
用弁または上水用弁は両方設ける必要はなく、いずれか
一方の弁のみで調節することも可能である。

【００３０】また導電率を測定することによる水質の管
理は上記の例においては、リサイクル水貯水タンク９に
上水で希釈された排水であるリサイクル水を貯蔵して行
っているが、これに限定されない。本発明の別の形態に
おいては、リサイクル水用弁から洗濯機へ排水を導入す
る配管中に導電率計を設け、水質を管理することもでき
る。

【００３１】以上の操作により導電率の値によって水質
を管理したリサイクル水は、洗濯用水としての必要な水
質の条件を満たしている。これを洗濯機１に供給して、
洗濯水として再び用いることが可能である。

【００３２】図１に示すフロー図には、リサイクル率が
60 %であることを想定したときのリサイクル率を示す。
これらのリサイクル率の値は排水中への無機塩類の混入
量によって変わり、無機塩類が少ないほどリサイクル率
は増加する。

【００３３】本発明の特徴は、リサイクル可能な水質の
排水を選択的にリサイクルできることである。図３は、
ある連洗機の洗濯排水と濯ぎ排水の導電率と量の一例を
示したものである。連洗機では、洗濯（予洗、本洗）や
濯ぎが連続して行われる。全ての排水をリサイクルする
場合、図３に示すように汚れ量の多い洗濯排水（有機汚
れ、無機塩類量も多い）と汚れの少ない濯ぎ排水（有機
汚れ、無機塩類量が少ない）を混合して処理する必要が
ある。

【００３４】図１に示す本発明の装置では、リサイクル
したい水量だけ浄化すればよいため、図３に示すように
比較的汚れの少ない濯ぎ排水を主にリサイクルすればよ
いメリットがある。濯ぎ排水量が少なく、目的のリサイ
クル率を達成できない場合のみ、洗濯排水の一部をリサ
イクル用排出管２へ流すことができる。

【００３５】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明の態様を説明す
る。この実施例は、本発明を限定するものではない。

【００３６】図１において、バイオ処理水貯水槽８に溜
まったバイオ処理水は、有機系汚れは除去されている
が、無機塩類は除去されていない。排水中に含まれる無
機塩類は洗濯時に添加される助剤が原因であり、カチオ
ンとしてはアルカリ金属イオンが主である。このカチオ
ンがバイオ処理水中に多く存在した状態でリサイクル
し、洗濯に用いると被洗物が着色する原因となる。アル
カリ金属は、イオン化傾向が高いため、水中では、他の
イオンと塩を形成し沈殿することは殆どない。したがっ
て、本発明では、カチオン濃度の尺度として導電率を用
いたリサイクル水質管理法を採用した。

【００３７】アルカリ金属濃度が高い、すなわち導電率
の値が高い水で洗濯する場合、白布が着色し易い(黄変)
ことを、図２を用いて説明する。図２に、リサイクル水
を用いた場合の白布の濯ぎ回数と着色率の関係をした。
パラメータは、バイオ処理水と上水の混合比率を変えて
調合したリサイクル水の導電率とし、着色率は色彩色差
計（ミノルタ社製 CR-200）を用いて測定した。

【００３８】被洗物としては綿白布のリネンを用いた。
リネンは、ホテルなどのユーザへ貸し出し、使い終わっ
た後、回収して洗濯後再度貸し出すため、約１００回程
度繰返し使用される。そのため、本実施例においては濯
ぎ繰返し回数は１００回とした。

【００３９】ここで濯ぎと呼ぶ操作は、被洗物をリサイ
クル水に浸漬し、アイロンによる乾燥を行う一連の操作
を指す。途中本来あるはずの洗濯行程を省いているた
め、洗濯によるアルカリ金属の除去行程を省略してお
り、加速試験と位置づけることができる。

【００４０】図２から、リサイクル水の導電率が大きい
ほど着色率は高く、リサイクル水を導電率500μS/cm以
下に管理すれば従来用いてきた上水と同程度の着色に抑
えられることが分かった。

【００４１】着色率とは、白布がどの程度黄ばむ（黄
変）かを表したのもで、通常の目視観察では、３％が判
定限界とされていることを考慮すると、リサイクル水質
は導電率1000μS/cmレベルでも実用は可能である。

【００４２】なお、前記リサイクル方法では、イオン濃
度を管理する方法の一例として、導電率を用いたが、イ
オン濃度と相関がある計測手法であれば、どのような方
法を用いても可能である。例えば、屈折率、超音波の伝
搬速度、分光光度計を用いた吸光度、蒸発残渣量等があ
る。

【００４３】

【発明の効果】以上のように導電率でリサイクル水質を
管理して排水をリサイクルすることにより、逆浸透膜を
用いることなく排水をリサイクルできるため、装置コス
トが安価となる。逆浸透膜がないため、膜の目詰まりも
発生せず、簡易な装置となり、トラブルが発生しにく
い。また、本発明の装置及び方法を用いて、導電率によ
り水質を管理することで、簡単に、洗濯用に適した水質
のリサイクル水を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の水質管理型洗濯排水リサイク
ル装置のフロー図である。図中の百分率は排水の60 %が
リサイクルされることを想定したときのリサイクル率を
示す。

【図２】図２は、代表される被洗物である綿白布の濯ぎ
回数と着色率の関係を示したグラフである。パラメータ
は、リサイクル水質を管理するために用いる導電率とし
た。

【図３】図３は、ある連続水洗機の洗濯排水と濯ぎ排水
の導電率と量との関係を示したグラフである。

【図４】図４は、逆浸透膜を使った従来型の洗濯排水リ
サイクル装置のフロー図である。図中の百分率は排水の
80 %がリサイクルされることを想定したときのリサイク
ル率を示す。

【符号の説明】

１洗濯機２予洗・本洗排水排出管３排水処理設備４リサイクル用排水管５一次フィルタ６調整槽７バイオ処理槽８バイオ処理水貯水槽９リサイクル水貯水タンク１０リサイクル水用弁１１導電率計１２上水用弁１３固液分離装置１４第一貯水槽（沈殿槽）１５膜処理部（逆浸透膜）１６第二貯水槽１７精密ろ過膜１８汚泥返送ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｄ０６Ｆ 39/10 Ｄ０６Ｆ 39/10 Ｄ (72)発明者上田敦士愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番地三菱重工業株式会社産業機器事業部内 (72)発明者蒔田伸二愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番地三菱重工業株式会社産業機器事業部内Ｆターム(参考） 3B155 AA18 AA19 BA02 BB14 CB39 FD06 FD08 FE02 FE03 FE04 FE13 FE14 FE16 KB09 MA05 MA06 4D028 AB00 BD16 CA01 CC00 CD00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排水中の固形汚れと有機系汚れとを除去
するステップと、除去処理済の排水と上水とを混合し、
混合したリサイクル水の導電率を測定するステップと、リサイクル用の弁あるいは上水用の弁またはそれらの両
方の弁を制御して、除去処理済の排水あるいは上水また
はそれらの両方の流量を混合後のリサイクル水の導電率
が既定値以下になるように調節し、水質を管理するステ
ップとを含む、洗濯排水のリサイクル方法。
【請求項２】上記リサイクル水の導電率の値が1000μ
S/cm以下の範囲になるように、上記リサイクル水用の弁
あるいは上記上水用の弁またはそれらの両方の弁の開閉
を制御することを特徴とする、請求項１に記載の洗濯排
水のリサイクル方法。
【請求項３】リサイクルし易い洗濯排水である濯ぎ排
水を主に分別回収してリサイクルすることを特徴とす
る、請求項１または２に記載の洗濯排水のリサイクル方
法。
【請求項４】排水中の固形汚れと有機系汚れとを除去
する処理装置と、処理後の排水と上水とを混合するため
の水槽と、該水槽に設けられた導電率計と、該導電率計
の値に応じて該排水もしくは上水またはそれらの両方の
該水槽への流量を制御するための弁とを含むことを特徴
とする洗濯排水リサイクル装置。
【請求項５】上記処理装置が上記排水中の固形物を除
去するフィルタと、固形物を除去した該排水中の液性を
調節する調整槽と、調整された該排水中の有機物を除去
するバイオ処理槽と、該バイオ処理槽で処理された該排
水を貯蔵するバイオ処理水貯水槽とを含むことを特徴と
する、請求項４に記載の洗濯排水リサイクル装置。