JP2011230007A - Sewage treatment system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sewage treatment system capable of further reducing energy consumption by effectively utilizing methane gas generated in a biological treatment.SOLUTION: The sewage treatment system 100 includes: an acid generation reaction tank 106 generating an organic acid by decomposing organic matter included in sewage; a temperature adjustment tank 108 adjusting a temperature of the sewage after the treatment in the acid generation reaction tank; a methane generation reaction tank 110 decomposing the organic acid included in the sewage subjected to temperature adjustment to generate methane gas; a boiler 140 generating steam by combustion of the methane gas; and a heat pump 120 performing heat exchange between a refrigerant and the sewage after the treatment in the methane generation reaction tank. In the temperature adjustment in the temperature adjustment tank, heating by injecting the steam generated in the boiler and heating or cooling by the heat exchange with the refrigerant in the heat pump are utilized.

Description

本発明は、汚水を浄化処理する汚水処理システムに関する。   The present invention relates to a sewage treatment system for purifying sewage.

工場等から排出される水には、微生物の栄養源となる有機物が含まれていることがある。このような水(以下、汚水と称する)がそのままの状態で海や河川、湖沼に流れると、海等の水の富栄養化が進行して微生物が異常増殖し、赤潮やアオコ等の現象を引き起こしてしまう。このため、汚水を海等に流す際には事前に浄化処理が行われる。   Water discharged from factories and the like may contain organic substances that serve as nutrient sources for microorganisms. If such water (hereinafter referred to as sewage) flows into the sea, rivers, and lakes as it is, eutrophication of the water in the sea will progress and microorganisms will grow abnormally, causing phenomena such as red tide and blue sea bream. It will cause. For this reason, when flowing sewage into the sea or the like, purification treatment is performed in advance.

汚水の浄化処理技術は従来から様々なものが提唱されており、代表的なものとしては、好気性微生物や嫌気性微生物等の微生物を利用する生物的処理、化学反応を利用する化学的処理、沈殿凝集やろ過を利用する物理的処理などがある。その中でも、例えば生物的処理を利用した浄化処理技術として、特許文献1には、汚泥を嫌気的に発酵させて有機酸を生成させる有機酸生成装置と、かかる有機酸生成装置で得られる有機酸を用いて排水を生物処理する生物処理槽とを備える排水処理設備が開示されている。特許文献1によれば、有機酸生成装置に温度調整手段が設けられているため、生物処理法における有機源となる有機酸の生成率を向上させることが可能であるとしている。また温度調整手段は、ヒートポンプを有し、かかるヒートポンプが処理水から得た熱を用いて汚泥の加温や冷却を行うため、処理水の熱エネルギーを有効活用することができ、温度調整のためのエネルギーの節約を図れるとしている。   Various sewage purification treatment technologies have been proposed in the past, and representative examples include biological treatments using microorganisms such as aerobic microorganisms and anaerobic microorganisms, chemical treatments utilizing chemical reactions, There are physical treatments using precipitation aggregation and filtration. Among them, for example, as a purification treatment technique using biological treatment, Patent Document 1 discloses an organic acid generator that anaerobically fertilizes sludge to generate an organic acid, and an organic acid obtained by the organic acid generator. A wastewater treatment facility including a biological treatment tank that biologically treats wastewater using a slag is disclosed. According to Patent Document 1, since the temperature adjusting means is provided in the organic acid generator, it is possible to improve the production rate of the organic acid serving as the organic source in the biological treatment method. In addition, the temperature adjusting means has a heat pump, and the heat pump uses the heat obtained from the treated water to heat and cool the sludge, so that the heat energy of the treated water can be effectively used for the temperature adjustment. Energy savings.

特開2007−260604号公報JP 2007-260604 A

上記の特許文献1によれば、確かにエネルギーの節約が図れるものの、更なる改善の余地がある。詳細には、特許文献1では、汚泥には酸生成菌だけでなくメタン生成菌も含まれているので、酸発酵槽での反応において発生した有機酸がメタンガスに変化してしまうと記載されている。そこで、有機酸のメタンガスへの変化を抑制するために、特許文献1では酸発酵層における汚泥の温度を18〜23℃になるように調整している。   According to the above-mentioned Patent Document 1, although energy can be saved, there is room for further improvement. Specifically, in Patent Document 1, since sludge contains not only acid producing bacteria but also methanogenic bacteria, it is described that the organic acid generated in the reaction in the acid fermenter is changed to methane gas. Yes. Then, in order to suppress the change to the methane gas of an organic acid, in patent document 1, it adjusts so that the temperature of the sludge in an acid fermentation layer may be 18-23 degreeC.

しかし、実際問題として、上記の温度範囲に調整したとしても、メタンガスへの変化を完全に抑制できるわけではなく、微量ながらもメタンガスが発生する。一方、このメタンガスは天然ガスの主成分であり、有用なエネルギー源である。そして、汚水に含まれる成分によっては、多量のメタンガスの発生を見込むことができる。しかしながら、特許文献1においてはその活用については何ら考慮されていない。したがって、メタンガスの有効活用を図るという点において課題を有している。   However, as a practical matter, even if the temperature is adjusted to the above temperature range, the change to methane gas cannot be completely suppressed, and methane gas is generated although the amount is small. On the other hand, this methane gas is a main component of natural gas and is a useful energy source. And depending on the component contained in sewage, generation | occurrence | production of a large amount of methane gas can be anticipated. However, in Patent Document 1, no consideration is given to its utilization. Therefore, there is a problem in terms of effective utilization of methane gas.

本発明は、このような課題に鑑み、生物的処理において発生するメタンガスを有効活用することにより、エネルギー消費の更なる削減を図ることが可能な汚水処理システムを提供することを目的としている。   In view of such problems, an object of the present invention is to provide a sewage treatment system capable of further reducing energy consumption by effectively utilizing methane gas generated in biological treatment.

上記課題を解決するために、本発明にかかる汚水処理システムの代表的な構成は、有機物を含有する汚水を浄化処理する汚水処理システムであって、汚水に含まれる有機物を分解して有機酸を生成する酸生成反応槽と、酸生成反応槽における処理後の汚水の温度を調整する温度調整槽と、温度調整槽において温度を調整された汚水に含まれる有機酸を分解してメタンガスを生成するメタン生成反応槽と、メタンガスを燃焼させて蒸気を生成するボイラと、メタン生成反応槽における処理よりも後の汚水と冷媒との熱交換を行うヒートポンプと、を備え、温度調整槽における温度調整では、ボイラにおいて生成された蒸気を注入することによる加熱と、ヒートポンプにおける冷媒との熱交換による加熱または冷却とを利用することを特徴とする。   In order to solve the above problems, a typical configuration of a sewage treatment system according to the present invention is a sewage treatment system that purifies sewage containing organic matter, and decomposes the organic matter contained in the sewage to remove the organic acid. Producing acid generation reaction tank, temperature adjusting tank for adjusting the temperature of treated sewage in the acid generating reaction tank, and generating methane gas by decomposing organic acid contained in sewage whose temperature is adjusted in the temperature adjusting tank In the temperature adjustment in the temperature adjustment tank, a methane generation reaction tank, a boiler that generates steam by burning methane gas, and a heat pump that exchanges heat between sewage and refrigerant after treatment in the methane generation reaction tank are provided. , Using heating by injecting steam generated in a boiler and heating or cooling by heat exchange with a refrigerant in a heat pump

上記構成によれば、ヒートポンプにおける熱交換による温度調整だけでなく、生物的処理において発生するメタンガスをボイラで燃焼させて生成した蒸気の熱も利用して温度調整槽における汚水の温度調整を行うことが可能となる。換言すれば、汚水から生成したメタンガスによって温度調整を行うと共に、メタンガスでは不足した熱量を、汚水を熱源とするヒートポンプによって補うことができる。したがって、メタンガス、ひいては系全体のエネルギーを有効活用することができ、汚水の温度調整に要するエネルギーを更に削減することが可能となる。   According to the above configuration, not only temperature adjustment by heat exchange in the heat pump but also temperature adjustment of sewage in the temperature adjustment tank using the heat of steam generated by burning methane gas generated in biological treatment in a boiler. Is possible. In other words, the temperature can be adjusted with the methane gas generated from the sewage, and the amount of heat that is insufficient with the methane gas can be compensated by the heat pump using the sewage as a heat source. Therefore, it is possible to effectively use the energy of methane gas and consequently the entire system, and it is possible to further reduce the energy required for adjusting the temperature of sewage.

上記の温度調整槽は、汚水の温度が25℃〜37℃の範囲となるように温度調整するとよい。これにより、メタンガスの発生を好適に促進することが可能となる。なお、汚水の温度が25℃未満になると、メタン生成菌の活動が不活発となり、メタンガスの生成効率が低下してしまう。また汚水の温度が40℃を超えると、メタン生成菌が死滅するおそれがあるため、安全性を見て37℃以下程度に制御することが好ましい。   The temperature adjustment tank may be adjusted so that the temperature of the sewage falls within a range of 25 ° C to 37 ° C. Thereby, generation | occurrence | production of methane gas can be accelerated | stimulated suitably. In addition, when the temperature of sewage will be less than 25 degreeC, the activity of methanogen will become inactive and the production | generation efficiency of methane gas will fall. If the temperature of the sewage exceeds 40 ° C., the methanogen may be killed, so it is preferable to control the temperature to about 37 ° C. or less in view of safety.

当該汚水処理システムは、化石燃料を燃焼させて蒸気を生成する第2ボイラを更に備え、温度調整槽における温度調整には、第2ボイラにおいて生成された蒸気を注入することによる加熱も利用するとよい。   The sewage treatment system further includes a second boiler that burns fossil fuel to generate steam, and the temperature adjustment in the temperature adjustment tank may also utilize heating by injecting steam generated in the second boiler. .

これにより、例えば冬場等に、ヒートポンプにおける熱交換により得た熱、およびボイラにおいてメタンガスを燃焼させて生成された蒸気の熱の両方を合わせても、温度調整槽での汚水の温度調整に要する熱が不足した場合に、その不足分の熱を好適に補うことが可能となる。したがって、より確実な温度調整が可能となる。   This makes it possible to adjust the temperature of the sewage in the temperature adjustment tank even if, for example, the heat obtained by heat exchange in the heat pump and the heat of the steam generated by burning methane gas in the boiler are combined in winter, etc. When there is a shortage of heat, it becomes possible to appropriately compensate for the shortage of heat. Therefore, more reliable temperature adjustment is possible.

本発明によれば、生物的処理において発生するメタンガスを有効活用することにより、エネルギー消費の更なる削減を図ることが可能な汚水処理システムを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the wastewater treatment system which can aim at the further reduction of energy consumption can be provided by utilizing effectively the methane gas which generate | occur | produces in biological treatment.

第1実施形態にかかる汚水処理システムの概略構成を示す図である。It is a figure showing a schematic structure of a sewage treatment system concerning a 1st embodiment. 第2実施形態にかかる汚水処理システムの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the sewage treatment system concerning 2nd Embodiment. 第3実施形態にかかる汚水処理システムの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the sewage treatment system concerning 3rd Embodiment.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiments are merely examples for facilitating understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.

(第1実施形態)
図1は、第1実施形態にかかる汚水処理システム100の概略構成を示す図である。汚水処理システム100は、有機物を含有する汚水を浄化処理する。図1に示すように、工場等(不図示)から排出された汚水は、スクリーンやストレーナ、フィルタ等(不図示)により異物を除去された後に、汚水処理システム100の最上流側に設けられる流量調整槽102に貯留される。流量調整槽102では、一時的に貯留した汚水を、汚水処理システム100での処理能力に合わせて供給量を調整して浮上分離槽104に投入する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a sewage treatment system 100 according to the first embodiment. The sewage treatment system 100 purifies sewage containing organic matter. As shown in FIG. 1, sewage discharged from a factory or the like (not shown) has a flow rate provided on the uppermost stream side of the sewage treatment system 100 after foreign matters are removed by a screen, a strainer, a filter or the like (not shown). It is stored in the adjustment tank 102. In the flow rate adjustment tank 102, the temporarily stored sewage is supplied to the floating separation tank 104 after the supply amount is adjusted in accordance with the treatment capacity of the sewage treatment system 100.

浮上分離槽104では、流量調整槽102から投入された汚水を加圧して空気を溶解させた後、大気圧に開放(減圧)する。すると、汚水中に微細気泡が発生して懸濁物質に付着し、懸濁物質の見かけの密度が低下する(水の密度よりも低くなる)。これにより、懸濁物質が水中を浮上するため(浮上分離法)、汚水から懸濁物質を除去することができる。   In the levitation separation tank 104, the sewage introduced from the flow rate adjustment tank 102 is pressurized to dissolve the air, and then released (depressurized) to atmospheric pressure. Then, fine bubbles are generated in the sewage and adhere to the suspended matter, and the apparent density of the suspended matter decreases (becomes lower than the density of water). Thereby, since the suspended solids float in the water (floating separation method), the suspended solids can be removed from the sewage.

そして、懸濁物質を除去された汚水は、酸生成反応槽106に送出されて嫌気性処理が行われる。酸生成反応槽106では、汚水に含まれる有機物を分解して有機酸を生成する。詳細には、酸生成反応槽106内を嫌気性状態とし、汚水中の有機物が酸生成菌によって分解されることにより、酢酸、プロピオン酸等の有機酸(低級脂肪酸)が生成される。特に酢酸は、次に述べるメタンガスの原料として有用である。   Then, the sewage from which suspended substances are removed is sent to the acid generation reaction tank 106 and subjected to anaerobic treatment. In the acid generation reaction tank 106, the organic matter contained in the sewage is decomposed to generate an organic acid. Specifically, the inside of the acid generation reaction tank 106 is set in an anaerobic state, and organic acids (lower fatty acids) such as acetic acid and propionic acid are generated by decomposing organic substances in the sewage by acid generating bacteria. In particular, acetic acid is useful as a raw material for methane gas described below.

上記のように処理された汚水は温度調整槽108に送出される。温度調整槽108では、酸生成反応槽106における処理後の汚水の温度を調整する。これにより、汚水の温度を、次の処理槽であるメタン生成反応槽110での処理に適した温度にすることができる。   The sewage treated as described above is sent to the temperature adjustment tank 108. In the temperature adjustment tank 108, the temperature of the treated sewage in the acid generation reaction tank 106 is adjusted. Thereby, the temperature of sewage can be made into the temperature suitable for the process in the methane production | generation reaction tank 110 which is a next processing tank.

本実施形態では、温度調整槽108は、汚水の温度が25℃〜37℃の範囲となるように温度調整する。これは、嫌気性処理では一般に、汚水の温度が、25℃未満になると、メタンガスの生成に寄与するメタン生成菌が不活発となるためメタンガスの発生が抑制され、メタンガスの生成効率が低下してしまうためである。また40℃を超えると、メタン生成菌が死滅するおそれがあるため、安全性を見て37℃以下程度に制御することが好ましい。したがって、調整温度は上記範囲が好適である。温度調整槽108では、ヒートポンプ120およびボイラ140によって加熱され、またはヒートポンプ120によって冷却されることにより、温度が調整される。なお、温度調整槽108における汚水の温度調整の詳細については後述する。   In the present embodiment, the temperature adjustment tank 108 adjusts the temperature so that the temperature of the sewage falls within the range of 25 ° C to 37 ° C. In general, in anaerobic treatment, when the temperature of sewage is less than 25 ° C., the methane-producing bacteria that contribute to the generation of methane gas become inactive, so the generation of methane gas is suppressed and the generation efficiency of methane gas decreases. It is because it ends. If the temperature exceeds 40 ° C., the methanogen may be killed. Therefore, it is preferable to control the temperature to about 37 ° C. or less in view of safety. Therefore, the adjustment temperature is preferably in the above range. In the temperature adjustment tank 108, the temperature is adjusted by being heated by the heat pump 120 and the boiler 140 or being cooled by the heat pump 120. The details of the temperature adjustment of the sewage in the temperature adjustment tank 108 will be described later.

上記のようにして温度調整された汚水はメタン生成反応槽110に送出される。メタン生成反応槽110では、温度調整後の汚水に含まれる有機酸を分解してメタンガスを生成する。詳細には、メタン生成反応槽110の下方には、メタン生成菌の集合体が形成されている。そして、メタン生成反応槽110内を嫌気状態とすることにより、このメタン生成菌が汚水中の有機酸を分解してメタンガスが生成される。特に、本実施形態では上述したように温度調整槽108において汚水の温度が最適化されているため、メタン生成反応が好適に促進される。   The sewage whose temperature has been adjusted as described above is sent to the methane production reaction tank 110. In the methane production reactor 110, the organic acid contained in the sewage after temperature adjustment is decomposed to produce methane gas. Specifically, an assembly of methanogenic bacteria is formed below the methanogenic reaction tank 110. And by making the inside of the methane production | generation reaction tank 110 into an anaerobic state, this methane production microbe decomposes | disassembles the organic acid in wastewater, and methane gas is produced | generated. In particular, in this embodiment, since the temperature of sewage is optimized in the temperature adjustment tank 108 as described above, the methane production reaction is favorably promoted.

更に、本実施形態ではメタン生成反応槽110にメタン回収装置112が接続されている。かかるメタン回収装置112は後述するボイラ140にも接続されており、回収したメタンガスはボイラ140に供給される。これにより、メタンガスをボイラ140において使用することが可能となる。   Furthermore, in this embodiment, a methane recovery device 112 is connected to the methane generation reaction tank 110. The methane recovery device 112 is also connected to a boiler 140 described later, and the recovered methane gas is supplied to the boiler 140. Thereby, methane gas can be used in the boiler 140.

メタン生成反応槽110において処理された汚水は硝化槽114に送出される。硝化槽114では、汚水中のアンモニア(NH4)を酸化して硝酸(NO3)を生成する。詳細には、硝化槽114内を好気状態とすると、汚水中のアンモニアはまずアンモニア酸化細菌によって酸化され亜硝酸(NO2)となる。そして、この亜硝酸が亜硝酸酸化細菌によって酸化されることにより硝酸となる。このような処理が行われた汚水は次に脱窒槽116に送出される。   The sewage treated in the methane generation reaction tank 110 is sent to the nitrification tank 114. In the nitrification tank 114, ammonia (NH4) in sewage is oxidized to generate nitric acid (NO3). Specifically, when the inside of the nitrification tank 114 is in an aerobic state, ammonia in the sewage is first oxidized by ammonia oxidizing bacteria to become nitrous acid (NO2). The nitrous acid is converted into nitric acid by being oxidized by the nitrite oxidizing bacteria. The sewage subjected to such treatment is then sent to the denitrification tank 116.

脱窒槽116では、硝化槽114において生成された汚水中の硝酸を還元して窒素(N2)とする。脱窒槽116を嫌気状態とすると、脱窒細菌が硝酸分子の結合酸素を使用して汚水中の有機物を分解する。その結果、硝酸が還元されて窒素ガスが発生し、汚水から窒素が除去される。このようにして硝化・脱窒処理された汚水は、膜分離槽118においてろ過膜(不図示)を通過することにより汚泥をろ過する。ろ過膜としては、精密ろ過膜(MF膜)または限外ろ過膜(UF膜)を用いることができる。その後、必要に応じて消毒等の処理を施され、浄化処理を行った処理水として系外に放出される。   In the denitrification tank 116, the nitric acid in the sewage generated in the nitrification tank 114 is reduced to nitrogen (N2). When the denitrification tank 116 is in an anaerobic state, the denitrification bacteria decompose organic substances in the sewage using bound oxygen of nitrate molecules. As a result, nitric acid is reduced, nitrogen gas is generated, and nitrogen is removed from the sewage. The sewage thus nitrified and denitrified passes through a filtration membrane (not shown) in the membrane separation tank 118 to filter sludge. As the filtration membrane, a microfiltration membrane (MF membrane) or an ultrafiltration membrane (UF membrane) can be used. Thereafter, treatment such as disinfection is performed as necessary, and the treated water is purified and discharged out of the system.

なお、本実施形態では、硝化・脱窒工程を行う槽を「硝化槽114、脱窒槽116」の順に配置したが、これに限定するものではない。例えば、上記の槽を「脱窒槽116、硝化槽114」の順に配置し、これらの槽に汚水を循環させる循環経路(不図示)を設ければ本実施形態と同様の効果を得ることができる。他にも、メタン生成反応槽110、脱窒槽116、硝化槽114の3槽に汚水を循環させてもよい。   In this embodiment, the tanks for performing the nitrification / denitrification process are arranged in the order of “nitrification tank 114 and denitrification tank 116”, but the present invention is not limited to this. For example, if the above tanks are arranged in the order of “denitrification tank 116 and nitrification tank 114” and a circulation path (not shown) for circulating sewage is provided in these tanks, the same effects as in this embodiment can be obtained. . In addition, sewage may be circulated in the three tanks of the methane production reaction tank 110, the denitrification tank 116, and the nitrification tank 114.

以上、汚水処理システム100における汚水の浄化処理の流れについて説明した。次に、本実施形態の汚水処理システム100の特徴である温度調整槽108における汚水の温度調整について説明する。温度調整槽108における汚水の温度調節を可能にするために、汚水処理システム100にはヒートポンプ120およびボイラ140が設けられている。   The flow of the sewage purification process in the sewage treatment system 100 has been described above. Next, the temperature adjustment of the sewage in the temperature adjustment tank 108 that is a feature of the sewage treatment system 100 of the present embodiment will be described. In order to adjust the temperature of sewage in the temperature control tank 108, the sewage treatment system 100 is provided with a heat pump 120 and a boiler 140.

ヒートポンプ120は、内部に一次冷媒(フロンガスなど)が循環しており、メタン生成反応槽110における処理よりも後の汚水(本実施形態では膜分離槽118における処理後の汚水)と一次冷媒(冷媒)との熱交換を行い、かかる熱交換において得た熱を利用して温度調整槽108の汚水を加熱する。また後述するように、ヒートポンプ120によって温度調整槽108の汚水を冷却することも可能である。このように、ヒートポンプ120は熱交換サイクルを利用しているため、省エネルギーおよび二酸化炭素排出量の削減が可能である。したがって、汚水処理システム100の環境負荷を低減することが可能となる。   In the heat pump 120, a primary refrigerant (such as chlorofluorocarbon gas) circulates inside, and waste water after treatment in the methane generation reaction tank 110 (sewage after treatment in the membrane separation tank 118 in this embodiment) and primary refrigerant (refrigerant). And the sewage in the temperature control tank 108 is heated using the heat obtained in the heat exchange. Further, as will be described later, the sewage in the temperature control tank 108 can be cooled by the heat pump 120. Thus, since the heat pump 120 uses the heat exchange cycle, it is possible to save energy and reduce carbon dioxide emissions. Therefore, the environmental load of the sewage treatment system 100 can be reduced.

詳細には、ヒートポンプ120は、その一次冷媒循環経路120a上に設けられる蒸発器122、圧縮機124、凝縮器126、および膨張弁128を含んで構成される。   Specifically, the heat pump 120 includes an evaporator 122, a compressor 124, a condenser 126, and an expansion valve 128 provided on the primary refrigerant circulation path 120a.

蒸発器122は、一次冷媒循環経路120aを循環する一次冷媒と、膜分離槽118における処理後の汚水(全ての処理が完了した処理水)との間で、二次冷媒を介して熱交換を行う。これにより、一次冷媒は、膜分離槽118における処理後の汚水を吸熱して、温度調整槽108の汚水を加熱するための熱を得ることができる。   The evaporator 122 exchanges heat between the primary refrigerant circulating in the primary refrigerant circulation path 120a and the treated sewage in the membrane separation tank 118 (treated water after all treatments are completed) via the secondary refrigerant. Do. As a result, the primary refrigerant can absorb heat from the treated sewage in the membrane separation tank 118 and obtain heat for heating the sewage in the temperature adjustment tank 108.

本実施形態では、蒸発器122に蒸発器側二次冷媒循環経路122aを設け、ポンプ122bを動力として蒸発器側二次冷媒循環経路122aに二次冷媒を循環させている。また蒸発器側二次冷媒循環経路122a上には第1熱交換器132が設けられる。かかる第1熱交換器132は、汚水の処理系統上では膜分離槽118の下流側に配置されているため、第1熱交換器132には膜分離槽118における処理後の汚水が通過する。このような構成により、膜分離槽118における処理後の汚水が、第1熱交換器132において蒸発器側二次冷媒循環経路122aを循環する二次冷媒と熱交換を行う。そして、熱交換後の二次冷媒が蒸発器122において一次冷媒と熱交換を行い、かかる二次冷媒の熱(膜分離槽118における処理後の汚水の熱)が一次冷媒に移動する。すなわち、ヒートポンプ120の一次冷媒は、蒸発器側二次冷媒循環経路122aを循環する二次冷媒を介して、膜分離槽118における処理後の汚水と間接的に熱交換を行う。   In the present embodiment, an evaporator-side secondary refrigerant circulation path 122a is provided in the evaporator 122, and the secondary refrigerant is circulated through the evaporator-side secondary refrigerant circulation path 122a using the pump 122b as power. A first heat exchanger 132 is provided on the evaporator-side secondary refrigerant circulation path 122a. Since the first heat exchanger 132 is arranged on the downstream side of the membrane separation tank 118 on the sewage treatment system, the sewage after the treatment in the membrane separation tank 118 passes through the first heat exchanger 132. With such a configuration, the treated sewage in the membrane separation tank 118 exchanges heat with the secondary refrigerant circulating in the evaporator-side secondary refrigerant circulation path 122a in the first heat exchanger 132. Then, the secondary refrigerant after heat exchange exchanges heat with the primary refrigerant in the evaporator 122, and the heat of the secondary refrigerant (heat of sewage after treatment in the membrane separation tank 118) is transferred to the primary refrigerant. That is, the primary refrigerant of the heat pump 120 indirectly exchanges heat with the treated sewage in the membrane separation tank 118 via the secondary refrigerant circulating in the evaporator-side secondary refrigerant circulation path 122a.

蒸発器側二次冷媒循環経路122aを流れる二次冷媒としては、例えば水や不凍液を用いることができる。なお蒸発器122に処理水を直接用いないことにより、ヒートポンプと処理水の系を分離させることができる。これにより汚水のヒートポンプ120への流入を避け、ヒートポンプをユニット化することができる。   As the secondary refrigerant flowing through the evaporator-side secondary refrigerant circulation path 122a, for example, water or antifreeze can be used. By not using the treated water directly for the evaporator 122, the heat pump and the treated water system can be separated. Thereby, inflow of sewage into the heat pump 120 can be avoided, and the heat pump can be unitized.

圧縮機124は、一次冷媒を電力を利用して圧縮する。これにより、一次冷媒は高温高圧の気体となる。   The compressor 124 compresses the primary refrigerant using electric power. Thereby, the primary refrigerant becomes a high-temperature and high-pressure gas.

凝縮器126は、圧縮機124により圧縮されて高温となった一次冷媒と、温度調整槽108の汚水との間で、二次冷媒を介して熱交換を行う。これにより、一次冷媒の熱を用いて温度調整槽108の汚水を加熱して温度調整を行うことができる。   The condenser 126 performs heat exchange between the primary refrigerant compressed by the compressor 124 and having a high temperature and the sewage in the temperature adjustment tank 108 via the secondary refrigerant. Thereby, the temperature adjustment can be performed by heating the sewage in the temperature adjusting tank 108 using the heat of the primary refrigerant.

本実施形態では、凝縮器126に凝縮器側二次冷媒循環経路126aを設け、ポンプ126bを動力として凝縮器側二次冷媒循環経路126aに二次冷媒を循環させている。また凝縮器側二次冷媒循環経路126a上には第2熱交換器134が設けられる。かかる第2熱交換器134には、汚水循環経路134aを介して温度調整槽108が接続されており、ポンプ134bを動力として温度調整槽108の汚水が循環する。このような構成により、圧縮機124により圧縮された一次冷媒が、凝縮器126において凝縮器側二次冷媒循環経路126aを循環する二次冷媒と熱交換を行う。そして、熱交換後の二次冷媒が第2熱交換器134において温度調整槽108の汚水と熱交換を行い、かかる二次冷媒の熱(一次冷媒の熱)が温度調整槽108の汚水に移動する。すなわち、ヒートポンプ120の一次冷媒は凝縮器側二次冷媒循環経路126aを循環する二次冷媒を介して、温度調整槽108の汚水と間接的に熱交換を行う。   In the present embodiment, the condenser 126 is provided with a condenser-side secondary refrigerant circulation path 126a, and the secondary refrigerant is circulated through the condenser-side secondary refrigerant circulation path 126a using the pump 126b as power. A second heat exchanger 134 is provided on the condenser-side secondary refrigerant circulation path 126a. The temperature adjustment tank 108 is connected to the second heat exchanger 134 via a sewage circulation path 134a, and the sewage in the temperature adjustment tank 108 is circulated using the pump 134b as power. With such a configuration, the primary refrigerant compressed by the compressor 124 exchanges heat with the secondary refrigerant circulating in the condenser-side secondary refrigerant circulation path 126a in the condenser 126. Then, the secondary refrigerant after the heat exchange exchanges heat with the sewage in the temperature adjustment tank 108 in the second heat exchanger 134, and the heat of the secondary refrigerant (heat of the primary refrigerant) moves to the sewage in the temperature adjustment tank 108. To do. That is, the primary refrigerant of the heat pump 120 indirectly exchanges heat with the sewage in the temperature adjustment tank 108 through the secondary refrigerant circulating in the condenser-side secondary refrigerant circulation path 126a.

凝縮器側二次冷媒循環経路126aを流れる二次冷媒としては、例えば水や不凍液を用いることができる。なお蒸発器122に処理水を直接用いないことにより、ヒートポンプと処理水の系を分離させることができる。これにより汚水のヒートポンプ120への流入を避け、ヒートポンプをユニット化することができる。   As the secondary refrigerant flowing through the condenser-side secondary refrigerant circulation path 126a, for example, water or antifreeze can be used. By not using the treated water directly for the evaporator 122, the heat pump and the treated water system can be separated. Thereby, inflow of sewage into the heat pump 120 can be avoided, and the heat pump can be unitized.

膨張弁128は一次冷媒を減圧状態とし、膨張冷却する。これにより、蒸発器122において一次冷媒が二次冷媒ひいては膜分離槽118における処理後の汚水の熱を再度吸収することが可能となり、一次冷媒を再利用することができる。   The expansion valve 128 expands and cools the primary refrigerant in a reduced pressure state. Thereby, in the evaporator 122, it becomes possible for the primary refrigerant to absorb the secondary refrigerant and thus the heat of the sewage after the treatment in the membrane separation tank 118 again, and the primary refrigerant can be reused.

上記説明したように、本実施形態の汚水処理システム100によれば、ヒートポンプ120における一次冷媒との熱交換により、膜分離槽118における処理後の汚水の熱を利用して温度調整槽108の汚水を加熱することができる。このため、膜分離槽118における処理後の汚水の熱の有効活用を図ることができ、且つ温度調整槽108の汚水の温度調整に要するエネルギーの削減が可能となる。また、膜分離槽118における処理後の汚水から吸熱することにもなるため、河川に放流する汚水を冷却するための設備も不要になり、システムの簡略化、ひいては設備コストの削減を図ることもできる。   As described above, according to the sewage treatment system 100 of the present embodiment, the sewage in the temperature adjustment tank 108 using heat of the sewage after treatment in the membrane separation tank 118 by heat exchange with the primary refrigerant in the heat pump 120. Can be heated. For this reason, it is possible to effectively use the heat of the treated sewage in the membrane separation tank 118, and it is possible to reduce the energy required for adjusting the temperature of the sewage in the temperature adjusting tank 108. In addition, since heat is absorbed from the treated sewage in the membrane separation tank 118, facilities for cooling the sewage discharged to the river are not required, and the system can be simplified and the equipment cost can be reduced. it can.

更に本実施形態では、一次冷媒循環経路120a上に四方弁120bが設けられており、かかる四方弁120bを切り替えれば一次冷媒循環経路120aにおける一次冷媒の循環方向を逆方向にすることができる。これにより、温度調整槽108の汚水の温度が所定範囲を上回った場合に、四方弁120bを切り替えて一次冷媒の循環方向を逆方向にし、かかる汚水の熱を一次冷媒に吸熱させて、膜分離槽118における処理後の汚水に排熱することが可能となる。すなわち、本実施形態の汚水処理システム100によれば、ヒートポンプ120における一次冷媒との熱交換により温度調整槽108の汚水の冷却も可能となる。これにより、従来温度調整槽108の汚水の冷却用に設けられていたクーリングタワーなどの設備が不要になるため、コスト削減が可能となる。   Furthermore, in this embodiment, the four-way valve 120b is provided on the primary refrigerant circulation path 120a, and if the four-way valve 120b is switched, the circulation direction of the primary refrigerant in the primary refrigerant circulation path 120a can be reversed. As a result, when the temperature of the sewage in the temperature adjustment tank 108 exceeds a predetermined range, the four-way valve 120b is switched to reverse the direction of circulation of the primary refrigerant, and the heat of the sewage is absorbed by the primary refrigerant, thereby separating the membrane. It becomes possible to exhaust heat to the treated sewage in the tank 118. That is, according to the sewage treatment system 100 of the present embodiment, the sewage in the temperature adjustment tank 108 can be cooled by heat exchange with the primary refrigerant in the heat pump 120. This eliminates the need for equipment such as a cooling tower that has been provided for cooling the sewage in the temperature control tank 108 in the related art, thereby reducing costs.

また本実施形態の汚水処理システム100には、温度調整槽108における汚水の温度調節手段として、上述したヒートポンプ120に加えて更にボイラ140が設けられている。ボイラ140は、メタン回収装置112によりメタン生成反応槽110から回収されたメタンガスが供給され、それを燃焼させて蒸気を生成する。ボイラ140には蒸気配管140aが接続されており、生成された蒸気は蒸気配管140aを通じて温度調整槽108に注入される。これにより、ボイラ140において生成された蒸気を利用して温度調整槽108の汚水を加熱し、温度調整を行うことが可能となる。   Further, in the sewage treatment system 100 of this embodiment, a boiler 140 is further provided as a sewage temperature adjusting means in the temperature adjusting tank 108 in addition to the heat pump 120 described above. The boiler 140 is supplied with the methane gas recovered from the methane generation reaction tank 110 by the methane recovery device 112 and burns it to generate steam. A steam pipe 140a is connected to the boiler 140, and the generated steam is injected into the temperature adjustment tank 108 through the steam pipe 140a. Thereby, it becomes possible to heat the sewage in the temperature adjustment tank 108 using the steam generated in the boiler 140 and perform temperature adjustment.

なお、上記のようにメタンガスを燃焼させると二酸化炭素が生成されるが、かかるメタンガスは上述したように有機物を微生物によって分解することにより発生するバイオガスである。このため、ここで生成される二酸化炭素は、二酸化炭素の増減に影響を与えない、すなわちカーボンニュートラルである。したがって、ボイラにおいて化石燃料を燃焼させる場合と比較して、環境負荷を低減することができる。また、メタンガスの温室効果は二酸化炭素の約21倍と言われているため、メタンガスを燃焼させて二酸化炭素とすることにより、温室効果ガスによる環境への影響をより抑制することも可能となる。   When methane gas is burned as described above, carbon dioxide is generated. Such methane gas is a biogas generated by decomposing organic substances by microorganisms as described above. For this reason, the carbon dioxide produced | generated here does not affect the increase / decrease in a carbon dioxide, ie, carbon neutral. Therefore, compared with the case where fossil fuel is burned in a boiler, an environmental load can be reduced. In addition, since the greenhouse effect of methane gas is said to be about 21 times that of carbon dioxide, the influence of the greenhouse gas on the environment can be further suppressed by burning methane gas into carbon dioxide.

上記説明したように、本実施形態にかかる汚水処理システム100によれば、ヒートポンプ120における熱交換による温度調整だけでなく、生物的処理において発生するメタンガスをボイラで燃焼させて生成した蒸気の熱も利用して温度調整槽108における汚水の温度調整を行うことができる。これにより、メタンガス、ひいては系全体のエネルギーを有効活用することができ、汚水の温度調整に要するエネルギーを更に削減することが可能となる。またメタンガスを燃焼させることにより、地球環境への負荷の低減を図ることもできる。   As described above, according to the sewage treatment system 100 according to the present embodiment, not only temperature adjustment by heat exchange in the heat pump 120 but also heat of steam generated by burning methane gas generated in biological treatment in a boiler. By utilizing this, the temperature of the sewage in the temperature adjustment tank 108 can be adjusted. Thereby, methane gas and by extension, the energy of the whole system can be used effectively, and it becomes possible to further reduce the energy required for adjusting the temperature of sewage. Also, by burning methane gas, it is possible to reduce the load on the global environment.

(第2実施形態)
次に、第2実施形態にかかる汚水処理システムについて説明する。図2は、第2実施形態にかかる汚水処理システム200の概略構成を示す図である。なお、上述した第1実施形態の汚水処理システム100の構成要素と実質的に同一の機能、構成を示す要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, the sewage treatment system according to the second embodiment will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of a sewage treatment system 200 according to the second embodiment. In addition, about the element which shows the substantially same function and structure as the component of the sewage treatment system 100 of 1st Embodiment mentioned above, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

図2に示すように、第2実施形態にかかる汚水処理システム200は、温度調整槽108における汚水の温度調節手段として第2ボイラ240を更に備える点において第1実施形態の汚水処理システム100と異なる。詳細には、汚水処理システム200に設けられる第2ボイラ240は、化石燃料を燃焼させて蒸気を生成する。かかる化石燃料としては、都市ガス、天然ガス、石油、石炭等を好適に用いることができる。   As shown in FIG. 2, the sewage treatment system 200 according to the second embodiment is different from the sewage treatment system 100 of the first embodiment in that it further includes a second boiler 240 as temperature control means for sewage in the temperature adjustment tank 108. . Specifically, the second boiler 240 provided in the sewage treatment system 200 burns fossil fuel to generate steam. As such fossil fuels, city gas, natural gas, petroleum, coal and the like can be suitably used.

第2ボイラ240には蒸気配管240aが接続されており、生成された蒸気は蒸気配管240aを通じて温度調整槽108に注入される。したがって、汚水処理システム200では、ヒートポンプ120における熱交換やボイラ140において生成された蒸気以外に、第2ボイラ240において生成された蒸気も利用して温度調整槽108の汚水を加熱し、温度調整を行うことが可能となる。これにより、例えば冬場等に、ヒートポンプ120における熱交換により得た熱、およびボイラ140において生成された蒸気の熱の両方を合わせても、温度調整槽108での汚水の温度調整に要する熱が不足した場合に、その不足分の熱を好適に補うことができ、より確実な温度調整が可能となる。   A steam pipe 240a is connected to the second boiler 240, and the generated steam is injected into the temperature adjustment tank 108 through the steam pipe 240a. Therefore, in the sewage treatment system 200, in addition to the heat exchange in the heat pump 120 and the steam generated in the boiler 140, the steam generated in the second boiler 240 is also used to heat the sewage in the temperature adjustment tank 108 to adjust the temperature. Can be done. As a result, for example, in the winter, the heat required for the temperature adjustment of the sewage in the temperature adjustment tank 108 is insufficient even if both the heat obtained by heat exchange in the heat pump 120 and the heat of the steam generated in the boiler 140 are combined. In such a case, the shortage of heat can be compensated suitably, and more reliable temperature adjustment is possible.

(第3実施形態)
次に、第3実施形態にかかる汚水処理システムについて説明する。図3は、第3実施形態にかかる汚水処理システム300の概略構成を示す図である。なお、上述した第1実施形態の汚水処理システム100および第2実施形態の汚水処理システム200の構成要素と実質的に同一の機能、構成を示す要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, the sewage treatment system according to the third embodiment will be described. FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic configuration of a sewage treatment system 300 according to the third embodiment. In addition, about the element which shows the function and structure substantially the same as the component of the sewage treatment system 100 of 1st Embodiment mentioned above and the sewage treatment system 200 of 2nd Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is given. Omitted.

図3に示すように、第3実施形態にかかる汚水処理システム300は、主に、硝化槽114の汚水と二次冷媒との熱交換を行う第3熱交換器334、およびかかる第3熱交換器334に二次冷媒を循環させる汚水循環経路334aを備える点において、第1実施形態の汚水処理システム100および第2実施形態の汚水処理システム200と異なる。   As shown in FIG. 3, the sewage treatment system 300 according to the third embodiment mainly includes a third heat exchanger 334 that performs heat exchange between the sewage in the nitrification tank 114 and the secondary refrigerant, and the third heat exchange. It differs from the sewage treatment system 100 of 1st Embodiment and the sewage treatment system 200 of 2nd Embodiment in the point provided with the sewage circulation path 334a which circulates a secondary refrigerant | coolant to the container 334. FIG.

詳細には、蒸発器側二次冷媒循環経路122aにおける蒸発器122と第1熱交換器132の間には切替弁322aおよび322bが設けられており、かかる切替弁322aおよび322bにおいて蒸発器側二次冷媒循環経路122aが分岐して分岐循環経路334cが設けられる。そして、分岐循環経路334c上には第3熱交換器334が設けられている。これにより、切替弁322aおよび322bを切り替えることにより、ポンプ122bを動力として分岐循環経路334c、ひいては第3熱交換器334に二次冷媒が循環する。また第3熱交換器334は汚水循環経路334aにより硝化槽114に接続されており、硝化槽114の汚水はポンプ334bを動力として汚水循環経路334aを循環して第3熱交換器334に流れる。   Specifically, switching valves 322a and 322b are provided between the evaporator 122 and the first heat exchanger 132 in the evaporator-side secondary refrigerant circulation path 122a. The secondary refrigerant circulation path 122a is branched to provide a branch circulation path 334c. A third heat exchanger 334 is provided on the branch circulation path 334c. Thus, by switching the switching valves 322a and 322b, the secondary refrigerant circulates in the branch circulation path 334c and eventually the third heat exchanger 334 using the pump 122b as power. The third heat exchanger 334 is connected to the nitrification tank 114 by a sewage circulation path 334a, and the sewage in the nitrification tank 114 circulates in the sewage circulation path 334a using the pump 334b as a power and flows to the third heat exchanger 334.

上記構成により、硝化槽114の汚水と蒸発器側二次冷媒循環経路122aを循環する二次冷媒とが第3熱交換器334において熱交換を行うことが可能となる。したがって、硝化槽114において好気性処理(硝化反応)により汚水の温度が上昇した場合であっても、かかる汚水の熱を二次冷媒に移動させ、好気性処理に適した温度まで汚水の冷却を行うことができる。これにより、硝化槽114の冷却に要していたクーリングタワーなどの冷却設備が不要となり、設備コストの削減を図れる。   With the above configuration, the sewage in the nitrification tank 114 and the secondary refrigerant circulating in the evaporator-side secondary refrigerant circulation path 122a can exchange heat in the third heat exchanger 334. Therefore, even if the temperature of the sewage rises due to the aerobic treatment (nitrification reaction) in the nitrification tank 114, the heat of the sewage is transferred to the secondary refrigerant to cool the sewage to a temperature suitable for the aerobic treatment. It can be carried out. As a result, a cooling facility such as a cooling tower required for cooling the nitrification tank 114 becomes unnecessary, and the facility cost can be reduced.

そして、第3熱交換器334において硝化槽114の汚水と熱交換を行った二次冷媒は蒸発器122において一次冷媒と熱交換を行う。このため、硝化槽114の汚水から二次冷媒に移動した熱は、最終的には温度調整槽108の汚水の温度調整に利用される。したがって、従来では冷却設備に排熱していた硝化槽114の汚水の熱の有効活用を図ることができ、それと同時に、温度調整槽108における温度調整に要するエネルギーを削減することも可能となる。   The secondary refrigerant that has exchanged heat with the sewage in the nitrification tank 114 in the third heat exchanger 334 exchanges heat with the primary refrigerant in the evaporator 122. For this reason, the heat transferred from the sewage in the nitrification tank 114 to the secondary refrigerant is finally used for temperature adjustment of the sewage in the temperature adjustment tank 108. Therefore, it is possible to effectively use the heat of the sewage in the nitrification tank 114 that has conventionally been exhausted to the cooling facility, and at the same time, it is possible to reduce the energy required for temperature adjustment in the temperature adjustment tank 108.

なお、第1実施形態の構成においては、ヒートポンプ120の動力制御は温度調整槽108の温度に基づいて行われるのに対し、第3実施形態の構成において、ヒートポンプ120の動力制御は、硝化槽114の温度に基づいて行われる。このため、硝化槽114の汚水との熱交換時により二次冷媒が得た熱が少ないと、ヒートポンプ120によって温度調整槽108の汚水を加熱するための熱量が不足するおそれがある。しかし、第3実施形態の構成では、回収したメタンガスによるボイラ140、および化石燃料による第2ボイラ240を備えていることにより、温度調整槽108の温度を適切に調整することが可能である。また第2ボイラ240は、第2実施形態において述べたように、例えば冬場等、熱が不足しがちな状況においても有効活用することができる。   In the configuration of the first embodiment, power control of the heat pump 120 is performed based on the temperature of the temperature adjustment tank 108, whereas in the configuration of the third embodiment, power control of the heat pump 120 is performed in the nitrification tank 114. Based on the temperature. For this reason, when there is little heat which the secondary refrigerant obtained by heat exchange with the sewage of the nitrification tank 114, there is a possibility that the amount of heat for heating the sewage in the temperature adjustment tank 108 by the heat pump 120 may be insufficient. However, in the configuration of the third embodiment, the temperature of the temperature adjustment tank 108 can be appropriately adjusted by including the boiler 140 using the recovered methane gas and the second boiler 240 using fossil fuel. Further, as described in the second embodiment, the second boiler 240 can be effectively used even in a situation where heat tends to be insufficient, such as in winter.

更に、第3実施形態の構成では、上記のように温度調整槽108の温度に基づいてヒートポンプ120の動力制御を行うのに加えて、硝化槽114の温度に基づいた切替弁322aおよび322bの流量制御を行ってもよい。すなわち、硝化槽114の温度に基づいて切替弁322aおよび322bを制御して、二次冷媒の、第3熱交換器334(硝化槽114側)に流れる量と第1熱交換器132(処理水側)に流れる量を調節すればよい。これにより、二次冷媒は、第3熱交換器334において硝化槽114の汚水から熱を得つつ、第1熱交換器132において処理水からも熱を得ることができる。したがって、二次冷媒が得る熱が不足することなく、換言すればヒートポンプ120の熱量を下げることなく、温度調整槽108の汚水の加熱を効率的に行うことが可能となる。   Furthermore, in the configuration of the third embodiment, in addition to performing power control of the heat pump 120 based on the temperature of the temperature adjustment tank 108 as described above, the flow rates of the switching valves 322a and 322b based on the temperature of the nitrification tank 114 Control may be performed. That is, the switching valves 322a and 322b are controlled based on the temperature of the nitrification tank 114, and the amount of secondary refrigerant flowing into the third heat exchanger 334 (nitrification tank 114 side) and the first heat exchanger 132 (treated water). The amount that flows to the side) may be adjusted. Accordingly, the secondary refrigerant can obtain heat from the sewage in the nitrification tank 114 in the third heat exchanger 334 and can also obtain heat from the treated water in the first heat exchanger 132. Therefore, it is possible to efficiently heat the sewage in the temperature adjustment tank 108 without deficient in the heat obtained by the secondary refrigerant, in other words, without reducing the amount of heat of the heat pump 120.

なお、本実施形態では、第3熱交換器334を硝化槽114に接続する構成としたが、これに限定するものではなく、第3熱交換器334は脱窒槽116に接続されてもよい(脱窒反応も発熱反応である)。また、任意の2つの槽間の経路上に設けられてもよい。また、本実施形態では汚水処理システム300に第2ボイラ240を設ける構成としたが、これに限定するものではなく、必ずしも第2ボイラ240を設ける必要はない。   In the present embodiment, the third heat exchanger 334 is connected to the nitrification tank 114, but the present invention is not limited to this, and the third heat exchanger 334 may be connected to the denitrification tank 116 ( Denitrification reaction is also exothermic reaction). Moreover, you may provide on the path | route between arbitrary two tanks. Moreover, although it was set as the structure which provides the 2nd boiler 240 in the sewage treatment system 300 in this embodiment, it is not limited to this, The 2nd boiler 240 does not necessarily need to be provided.

また上述した第1実施形態〜第3実施形態では例示していないが、これらの実施形態には含まれていない処理(工程)、例えば脱リン工程等を当該汚水処理システムに加えてもよい。ただし、脱リン工程は工場排水の水質や、処理水を流す先(河川や湖沼)の排出基準によって有無が決定されるため、必ずしも必要なものではない。   Moreover, although not illustrated in the first to third embodiments described above, a process (process) that is not included in these embodiments, for example, a dephosphorization process may be added to the sewage treatment system. However, the dephosphorization process is not necessarily required because the presence or absence is determined by the quality of the factory effluent and the discharge standards of the treated water (river or lake).

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.

本発明は、汚水を浄化処理する汚水処理システムとして利用することができる。   The present invention can be used as a sewage treatment system for purifying sewage.

100…汚水処理システム、102…流量調整槽、104…浮上分離槽、106…酸生成反応槽、108…温度調整槽、110…メタン生成反応槽、112…メタン回収装置、114…硝化槽、116…脱窒槽、118…膜分離槽、120…ヒートポンプ、120a…一次冷媒循環経路、120b…四方弁、122…蒸発器、122a…蒸発器側二次冷媒循環経路、122b…ポンプ、124…圧縮機、126…凝縮器、126a…凝縮器側二次冷媒循環経路、126b…ポンプ、128…膨張弁、132…第1熱交換器、134…第2熱交換器、134a…汚水循環経路、140…ボイラ、140a…蒸気配管、200…汚水処理システム、240…第2ボイラ、240a…蒸気配管、300…汚水処理システム、322a…切替弁、322b…切替弁、334…第3熱交換器、334a…汚水循環経路、334b…ポンプ、334c…分岐循環経路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Sewage treatment system, 102 ... Flow control tank, 104 ... Flotation separation tank, 106 ... Acid production reaction tank, 108 ... Temperature adjustment tank, 110 ... Methane production reaction tank, 112 ... Methane collection | recovery apparatus, 114 ... Nitrification tank, 116 Denitrification tank, 118 ... Membrane separation tank, 120 ... Heat pump, 120a ... Primary refrigerant circulation path, 120b ... Four-way valve, 122 ... Evaporator, 122a ... Evaporator side secondary refrigerant circulation path, 122b ... Pump, 124 ... Compressor 126 ... Condenser, 126a ... Condenser side secondary refrigerant circulation path, 126b ... Pump, 128 ... Expansion valve, 132 ... First heat exchanger, 134 ... Second heat exchanger, 134a ... Sewage circulation path, 140 ... Boiler, 140a ... steam piping, 200 ... sewage treatment system, 240 ... second boiler, 240a ... steam piping, 300 ... sewage treatment system, 322a ... switch valve, 32 b ... changeover valve, 334 ... third heat exchanger, 334a ... sewage circulation path, 334b ... pump, 334c ... branch circulation route

Claims (3)

有機物を含有する汚水を浄化処理する汚水処理システムであって、
前記汚水に含まれる有機物を分解して有機酸を生成する酸生成反応槽と、
前記酸生成反応槽における処理後の汚水の温度を調整する温度調整槽と、
前記温度調整槽において温度を調整された汚水に含まれる有機酸を分解してメタンガスを生成するメタン生成反応槽と、
前記メタンガスを燃焼させて蒸気を生成するボイラと、
前記メタン生成反応槽における処理よりも後の汚水と冷媒との熱交換を行うヒートポンプと、
を備え、
前記温度調整槽における温度調整では、前記ボイラにおいて生成された蒸気を注入することによる加熱と、前記ヒートポンプにおける前記冷媒との熱交換による加熱または冷却とを利用することを特徴とする汚水処理システム。
A sewage treatment system for purifying sewage containing organic matter,
An acid generation reaction tank for decomposing organic substances contained in the sewage to generate an organic acid;
A temperature adjustment tank for adjusting the temperature of the treated sewage in the acid generation reaction tank;
A methane generation reaction tank that decomposes an organic acid contained in sewage whose temperature is adjusted in the temperature adjustment tank to generate methane gas;
A boiler that generates steam by burning the methane gas;
A heat pump for exchanging heat between the sewage and the refrigerant after the treatment in the methane generation reaction tank;
With
In the temperature adjustment in the temperature adjustment tank, a sewage treatment system using heating by injecting steam generated in the boiler and heating or cooling by heat exchange with the refrigerant in the heat pump is used.
前記温度調整槽は、前記汚水の温度が25℃〜37℃の範囲となるように温度調整することを特徴とする請求項1に記載の汚水処理システム。   The sewage treatment system according to claim 1, wherein the temperature adjustment tank adjusts the temperature so that the temperature of the sewage falls within a range of 25 ° C. to 37 ° C. 化石燃料を燃焼させて蒸気を生成する第2ボイラを更に備え、
前記温度調整槽における温度調整には、前記第2ボイラにおいて生成された蒸気を注入することによる加熱も利用することを特徴とする請求項1に記載の汚水処理システム。
A second boiler that burns fossil fuel to generate steam;
The sewage treatment system according to claim 1, wherein heating by injecting steam generated in the second boiler is also used for temperature adjustment in the temperature adjustment tank.
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