JP2002130879A

JP2002130879A - 凍結排水再利用システム

Info

Publication number: JP2002130879A
Application number: JP2000328008A
Authority: JP
Inventors: Masahide Ichikawa; 雅英市川; Katsuaki Shindo; 勝昭進藤; Haruo Sasaki; 春生佐々木; Yoshihiko Asano; 義彦浅野; Naoyuki Sato; 尚之佐藤
Original assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-10-27
Filing date: 2000-10-27
Publication date: 2002-05-09

Abstract

(57)【要約】【課題】汚水を連続的に製氷して効率的に清澄な氷と
濃縮汚水に分離することが可能な凍結排水再利用システ
ムを提供すること。【解決手段】濃縮排水槽２内の液相が被凍結流体とし
て供給される製氷装置３と、製氷装置３の下に配置さ
れ、系外からの汚水と、製氷装置３からの凍結排水と
が、導入される濃縮排水槽２と、製氷装置３において製
造した氷を貯氷槽５に移送するための氷移送手段とを、
備えた凍結排水再利用システムであって、氷移送手段
は、スクリーン部材４ａから成り、製氷装置３と濃縮排
水槽２との間に傾斜支持される。他の氷移送手段として
は、メッシュ構造のベルトを付帯したベルトコンベア
が、前記製氷装置と濃縮排水槽との間に配置される。さ
らに、その他の氷移送手段としては、移動自在な受取部
材を具備し、当該部材を、製氷終了後に、前記製氷装置
と濃縮排水槽との間に移動させて前記製造した氷を受け
止めた後に、この部材を前記貯氷槽に移動させ、さらに
傾斜させることにより、当該氷を前記貯氷槽に移送して
もよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、凍結濃縮技術とコ
ージェネレーションを組合わせた凍結排水再利用システ
ムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は、凍結排水再利用システムの概要
図で、コージェネレーションシステムの余剰熱を利用し
たものを示している。当該装置システムは、余熱を利用
した吸収式冷凍機を使って排水を製氷し、清澄な水と汚
水を分離するものである。清澄な氷は冷房等の冷熱とし
て利用され、その後の融解水をトイレ洗浄等に再利用す
る利点を伴わせ持つことができる。これにより、システ
ムの稼動率とエネルギー効率の向上が可能となり、コス
トメリットも大きくなる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】汚水を冷却して氷点以
下にすると氷が形成されるが、一般に汚濁物質を取り込
んだままで製氷される。特に、汚水が静止した状態でか
つ製氷速度が速い場合は汚濁物質のほとんどが氷に取り
込まれ、清澄な氷を得ることはできない。そのため、汚
水を攪拌したり、氷点の温度になる直後に種氷を投入し
て過冷却状態にならないようにしたりして製氷する方法
が提案されている。

【０００４】しかしながら、これらの方法では連続的に
製氷することが困難であったり、また種氷生成装置等が
余分に必要になったりと装置として大型化する難点があ
る。

【０００５】本発明は、かかる事情に鑑みなされたもの
で、汚水を連続的に製氷して効率的に清澄な氷と濃縮汚
水に分離することが可能な凍結排水再利用システムを提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の、本発明に係る凍結排水再利用システムは、後記濃縮
排水槽内の液相が被凍結流体として循環供給される製氷
装置と、この製氷装置の下に配置され、系外からの汚水
と、前記製氷装置からの凍結排水とが、導入される濃縮
排水槽と、前記製氷装置において製造した氷を貯氷槽に
移送するための氷移送手段とを、備えた凍結排水再利用
システムであって、氷移送手段は、スクリーン部材から
成り、前記の製氷装置と濃縮排水槽との間に傾斜支持し
たこと、を特徴としている。

【０００７】製氷装置としては、ダイナミック型蓄熱装
置と同様な構成を成し、濃縮排水槽内液相を被凍結流体
として供給するための被凍結流体供給装置と、ブライン
が供給され、管外面に氷を成長させる製氷管と、ブライ
ンを供給するためのブライン供給手段とを、具備する。
製氷管は、例えば板状若しくはパイプ状に形成され、複
数設置される。

【０００８】スクリーン部材は、例えば、ステンレス製
で、適度な目開きを設けたメッシュ構造となっているも
のや、板状のもの一面に複数のパンチング孔を施した構
造のもの等が採用される。

【０００９】また、氷移送手段としては、メッシュ構造
のベルトを付帯したベルトコンベアを、前記製氷装置と
濃縮排水槽との間に配置してよい。

【００１０】さらに、その他の氷移送手段としては、移
動自在な受取部材を具備し、機械式の移動装置によっ
て、当該部材を、製氷終了後に、前記の製氷装置と濃縮
排水槽との間に移動させて前記製造した氷を受け止めた
後に、この部材を前記貯氷槽に移動させ、さらに傾斜さ
せることにより、当該氷を前記貯氷槽に移送させるも
の、としてよい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。（第１実施形態）図１は、本発明に係る凍結排水再利用
システムの一例を示す概略図である。

【００１２】当該凍結排水再利用システムは、調整槽１
と、濃縮排水槽２と、製氷装置３と、氷移送手段と、貯
氷槽５とを具備する。

【００１３】調整槽１は、系外から導入した汚水を、一
時的に貯留した後に、濃縮排水槽２に供給するための設
備である。

【００１４】濃縮排水槽２は、調整槽１からの汚水と、
製氷装置３とからの凍結排水とを、一時的に貯留し、製
氷装置３に移送するための設備であり、本実施形態にお
いては、製氷装置３の下に配置される。濃縮排水槽２に
は、槽内の液相を製氷装置３に移送するための循環ポン
プ２１が具備され、さらにその二次側には、排水を系外
（例えば、排水槽）に切換えるためのバルブ手段Ｖ１
（以下、Ｖ１と称する）が設置されている。

【００１５】製氷装置３は、ダイナミック型蓄熱装置と
同様な構成で、被凍結流体供給装置（以下、本実施形態
において、供給装置と称する）３０と、製氷管３１と、
ブライン供給手段３２とを具備する。供給装置３０は、
濃縮排水槽２からの液相を製氷管３１に散水するための
手段で、本実施形態においては、ノズル方式に液相を散
水する。製氷管３１は、例えば板状若しくはパイプ状に
形成され、複数設置される。そして、管３１内にはブラ
イン供給手段３２からブラインが供給される。ブライン
供給手段３２としては、例えば既知の吸収式低温冷却機
等が用いられる。尚、製氷管３１での熱交換を冷媒によ
る直膨方式ではなくブライン方式にする理由は、より清
澄な氷を得るために製氷速度の制御を行うためである。
そのために、製氷装置３には、製氷制御手段３３が具備
される。製氷制御手段３３は、製氷温度（ブライン温
度）を監視し、製氷工程に応じ製氷温度を調整する。
尚、製氷温度を上げる手段としては、系外のコージェネ
レーションシステムにおけるボイラ等から供給された熱
源が利用される。

【００１６】氷移送手段は、製氷装置３において製造し
た氷を貯氷槽５に移送するため手段で、本実施形態にお
いては、スクリーン部材４ａから成る。本実施形態にお
いて、スクリーン部材４ａは、製氷装置３と濃縮排水槽
２との間に傾斜支持される。また、当該部材は、氷の落
下衝撃に絶え、固液分離機能を有したものであればよ
く、例えば、ステンレス製で、適度な目開きを設けたメ
ッシュ構造となっているものが採用される。尚、板状の
もの一面に複数のパンチング孔を施した構造としてもよ
い。

【００１７】貯氷槽５は、製氷装置３において製造した
氷を一時的に貯留するための設備である。ここで蓄えら
れた氷は、冷媒として利用される。本実施形態において
は、熱交換器６に供される。また、熱交換器６から排出
された冷水は、貯氷槽５に返流されるが、一部はバルブ
手段V２を介し、中水槽７に供給され、他の利用（例え
ば、系外のコージェネレーションシステムにおけるボイ
ラー等の冷却や、製氷装置３における氷の洗浄等）に供
される。

【００１８】当該装置システムの動作について概説す
る。

【００１９】汚水は、濃縮排水槽２に供給された後、循
環ポンプ２１によって供給装置３０に送られる。供給装
置３０から散水された汚水は、製氷管３１の表面を伝わ
りながら流下する。一方、製氷管３１内においては、ブ
ライン供給手段３２から低温のブラインが供給される。
ここで、製氷温度は、過冷却にならない程度に、製氷制
御手段３３によって調整される。このとき、製氷管３１
外表面においては、汚水中の水成分だけが氷となり成長
する。また、汚濁成分は、製氷界面で濃縮され、散水さ
れた液相によって、スクリーン部材４ａの目開きを通過
し、濃縮排水槽２に流下される。このような濃縮排水槽
２の液相の循環によって、製氷管３１上において清澄な
氷が成長する。そして、一定量の製氷が完了すると、製
氷制御手段３３によって製氷温度が高温に調整され、製
氷管３１上の氷が剥がされる。剥がされた氷は、自重に
よって落下した後、スクリーン部材４ａを滑降して貯氷
槽５に移送される。これにより、当該システムは直ちに
製氷工程に移行できる。このようにして、本実施形態に
おいては、汚水と清澄な氷とが効率的に分離され、これ
により清澄な氷を連続的に生成することが可能となる。
尚、濃縮排水槽に溜まった汚濁成分は、Ｖ１の切換えに
より、適時、系外の排水槽に移送される。（第２実施形態）図２は、本発明に係る凍結排水再利用
システムの第２実施形態の一例を示した概略図である。

【００２０】当該装置システムは、第１実施形態に係る
凍結排水再利用システムにおける氷移送手段に、ベルト
コンベア４ｂを採用している。当該ベルトコンベアは、
氷理搬送用ベルトに、適度な目開き設けたメッシュ構造
のベルトを採用し、やはり製氷装置３と濃縮排水槽２と
の間に配置される。また、ベルトコンベア４ｂは、図示
省略された制御手段によって、手動運転若しくは自動運
転され、ベルトの回転数も適宜調整される。

【００２１】第１実施形態に係る装置システムは、スク
リーン部材を傾斜支持する必要があるため、高さ方向に
大きなスペースを必要とする。そこで、本実施形態のよ
うにベルトコンベアを採用することで、装置全体として
よりコンパクトになる。

【００２２】当該装置システムの動作について概説す
る。

【００２３】汚水は、濃縮排水槽２に供給された後、循
環ポンプ２１によって供給装置３０に送られる。供給装
置３０から散水された汚水は、製氷管３１の表面を伝わ
りながら流下する。一方、製氷管３１内においては、ブ
ライン供給手段３２から低温のブラインが供給される。
ここで、製氷温度は、過冷却にならない程度に、製氷制
御手段３３によって調整される。このとき、製氷管３１
外表面においては、汚水中の水成分だけが氷となり成長
する。また、汚濁成分は、製氷界面で濃縮され、散水さ
れた液相によって、駆動するベルトコンベア４ｂのベル
トの目開きを通過し、濃縮排水槽２に流下される。この
ような濃縮排水槽２の液相の循環によって、製氷管３１
上において清澄な氷が成長する。そして、一定量の製氷
が完了すると、製氷制御手段３３によって製氷温度が高
温に調整され、製氷管３１上の氷が剥がされる。剥がさ
れた氷は、自重によって落下し、ベルトコンベア４ｂの
ベルトに受け止められた後、速やかに貯氷槽５に搬送さ
れる。このようにして、汚水と清澄な氷とが効率よく分
離されるので、清澄な氷が連続的に得られる。尚、濃縮
排水槽に溜まった汚濁成分は、Ｖ１の切換えにより、適
時、系外の排水槽に移送される。（第３実施形態）図３は、本発明に係る凍結排水再利用
システムの第３実施形態の一例を示した概略図である。

【００２４】当該装置システムは、第１実施形態に係る
凍結排水再利用システムにおける氷移送手段に、移動自
在な受取部材４ｃを具備した氷移送手段を採用してい
る。当該移動手段は、図示省略された機械式の移動装置
によって、受取部材４ｃを移動させて、製造した氷を貯
氷槽５に移送している。受取部材４ｃは、氷を受取り保
持できるものであればよく、例えば、板状若しくはトレ
ー状に形成される。

【００２５】当該装置システムの動作について概説す
る。

【００２６】汚水は、濃縮排水槽２に供給された後、循
環ポンプ２１によって供給装置３０に送られる。供給装
置３０から散水された汚水は、製氷管３１の表面を伝わ
りながら流下する。製氷管３１内においては、ブライン
供給手段３２から低温のブラインが供給される。また、
製氷温度は、過冷却にならない程度に、製氷制御手段３
３によって調整される。このとき、製氷管３１外表面に
おいては、汚水中の水成分だけが氷となり成長し、汚濁
成分は、製氷界面で濃縮され、散水された液相によって
濃縮排水槽２に流下される。このような濃縮排水槽２の
液相の循環によって、製氷管３１上において清澄な氷が
成長する。そして、一定量の製氷が完了すると、製氷制
御手段３３によって製氷温度が高温に調整され、製氷管
３１上の氷が剥がされる。剥がされた氷は、自重によっ
て落下し、受取部材４ｃに受け止められた後、貯氷槽５
に搬送される。

【００２７】ここで、氷移送手段の動作の一例について
述べると、当該移送手段は、製氷工程においては、受取
部材４ｃを貯氷槽５の上（Ａ地点）で待機させ、凍結排
水の落下を妨げないようにしている。そして、製氷工程
が終了すると、氷が落下する直前に、受取部材４ｃを製
氷装置３の下（Ｂ地点）に移動させ、落下する氷を全て
該部材４ｃ上に保持した後、Ａ地点を経て、傾斜させる
こと（Ｃ地点）により氷を滑降させて貯氷槽５に投入す
る。移送終了後、氷移送手段は、受取部材４ｃを次の工
程まで貯氷槽５の上にて待機させる。

【００２８】第１実施形態や第２実施形態においては、
ある程度の量の汚水がスクリーン部材やベルトを伝わっ
て貯氷槽５に混入する可能性があるが、本実施形態に係
る氷移送手段を具備した凍結排水再利用システムによれ
ば、製氷工程が終了すると、受取部材を製氷装置の下に
移動させ、氷のみを該部材に保持しているので、さらに
汚水と清澄な氷の分離効率が高まり、より清澄な氷を得
ることが可能となる。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、汚水と凍結排水とが循環供給される製氷装置
を備えた凍結排水再利用システムにおいて、該製氷装置
の下に、氷移送手段として、スクリーン部材を傾斜支持
したことで、製造された氷は該部材を滑降して貯氷手段
に速やか移送されるので、該氷と汚水との分離効率が高
まり、清澄な氷を連続的に生成することが可能なる。ま
た、前記氷移送手段を、メッシュ構造のベルトを付帯し
たベルトコンベアとすることで、前記システムは装置と
して小型化が可能となる。さらに、前記氷移送手段を、
移動自在な受取部材を具備した氷移送手段とすること
で、より清澄な氷を得ることが可能なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る凍結排水再利用システムの一例を
示す概略図。

【図２】本発明に係る凍結排水再利用システムの一例を
示す概略図。

【図３】本発明に係る凍結排水再利用システムの一例を
示す概略図。

【図４】凍結排水再利用システムの概略図。

【符号の説明】

１…調整槽２…濃縮排水槽３…製氷装置４ａ…スクリーン部材４ｂ…ベルトコンベア４ｃ…受取部材５…貯氷槽６…熱交換器７…中水槽２１…循環ポンプ３０…供給装置３１…製氷管３２…ブライン供給手段３３…製氷制御手段Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３…バルブ手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐々木春生東京都品川区大崎２丁目１番17号株式会社明電舎内 (72)発明者浅野義彦東京都品川区大崎２丁目１番17号株式会社明電舎内 (72)発明者佐藤尚之東京都品川区大崎２丁目１番17号株式会社明電舎内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】後記濃縮排水槽内の液相が、被凍結流体
として、循環供給される製氷装置と、この製氷装置の下
に配置され、系外からの汚水と、前記製氷装置からの凍
結排水とが、導入される濃縮排水槽と、前記製氷装置に
おいて製造した氷を貯氷槽に移送するための氷移送手段
とを、備えた凍結排水再利用システムであって、氷移送
手段は、スクリーン部材から成り、前記の製氷装置と濃
縮排水槽との間に傾斜支持したこと、を特徴とする凍結
排水再利用システム。
【請求項２】後記濃縮排水槽内の液相が被凍結流体と
して循環供給される製氷装置と、この製氷装置の下に配
置され、系外からの汚水と、前記製氷装置からの凍結排
水とが、導入される濃縮排水槽と、前記製氷装置におい
て製造した氷を貯氷槽に移送するための氷移送手段とを
備えた凍結排水再利用システムであって、氷移送手段
は、メッシュ構造のベルトを付帯したベルトコンベアか
ら成り、前記製氷装置と濃縮排水槽との間に配置したこ
と、を特徴とする凍結排水再利用システム。
【請求項３】後記濃縮排水槽内の液相が、被凍結流体
として、循環供給される製氷装置と、この製氷装置の下
に配置され、系外からの汚水と、前記製氷装置からの凍
結排水とが、導入される濃縮排水槽と、前記製氷装置に
おいて製造した氷を貯氷槽に移送するための氷移送手段
とを備えた凍結排水再利用システムであって、氷移送手
段は、移動自在な受取部材を具備し、当該部材を製氷終
了後に前記の製氷装置と濃縮排水槽との間に移動させ
て、前記製造した氷を受け止めた後に、この部材を前記
貯氷槽に移動させ、さらに傾斜させることにより、当該
氷を貯氷槽に移送すること、を特徴とする凍結排水再利
用システム。