JP4919155B2 - 水処理システム - Google Patents

Description

この発明は、機器への給水ラインと、この給水ラインに設けられた水処理部とを備えた水処理システムに関する。

従来、蒸気ボイラ，温水ボイラ，クーリングタワー，給湯器等の熱機器や、洗浄装置等の水使用機器などの機器への給水ラインに、水処理部を設けた水処理システムが知られている（たとえば、特許文献１参照）。前記水処理部としては、たとえばボイラにおける伝熱面に、硬度分に起因するスケールが付着することを防止するために、給水に含まれる硬度分を除去する軟水化部が挙げられる。また、前記水処理部としては、前記ボイラにおける伝熱面の腐食を抑制するために、給水に含まれる前記伝熱面の腐食促進成分を除去するとともに、前記伝熱面の腐食抑制成分を透過する濾過膜部や、給水に含まれる溶存酸素を除去する脱気部も挙げられる。
特開２００５−１３８５１号公報

ところで、給水の水温は、季節的な要因によって変動する。給水の水温が低下した場合、前記水処理部において、その水処理性能が低下するなどの悪影響を受けることがある。そこで、前記水処理部への給水を加熱することが考えられる。

しかし、給水を加熱するために新たに熱源を設けると大変なコストがかかる。ここで、たとえば前記水処理システムが設置されている工場などにおいて、工場内の負荷機器へ蒸気を供給するボイラが、前記機器とは別に設置されている場合がある。前記ボイラにあっては、ボイラ水が過度に濃縮することを防止するために、ブローが行われている。また、前記ボイラで発生し前記負荷機器で利用しきれない余剰蒸気は捨てられている。すなわち、前記水処理システムの設置箇所の近くに、通常は廃棄されている熱エネルギーが存在している場合がある。また、空気中の熱や前記ボイラ周辺の廃熱なども、既存の熱エネルギーとして存在している。さらに、水の有効利用を図るために、前記ボイラで発生し前記負荷機器で利用された蒸気が凝縮して得られた復水を、前記ボイラへの給水に混合する場合がある。ここで、復水は、蒸気が凝縮して得られたものであるので、高温になっている。

この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、水処理システムにおいて、給水の温度低下によって水処理部が悪影響を受けることを低コストで防止することである。

この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、水処理システムにおいて、既存の熱源を利用して前記水処理部へ供給される給水を加熱するものである。すなわち、請求項１に記載の発明は、水使用機器への給水ラインと、この給水ラインに設けられた水処理部とを備えた水処理システムであって、当該水処理システムは、前記水使用機器とは別の給水系統に設置され、負荷機器へ蒸気を供給するためのボイラを有し、前記水処理部は、給水中の硬度分をイオン交換樹脂により除去する軟水化部、および給水中の溶存塩類をナノ濾過膜または逆浸透膜により除去する濾過膜部をこの順で備えて構成され、前記軟水化部の上流側の前記給水ラインに、前記ボイラからのブロー水と給水との熱交換部を設け、前記熱交換部での給水の加熱に際しては、前記ナノ濾過膜または前記逆浸透膜の最高使用温度以下に給水温度を制限することを特徴とする。

請求項１に記載の発明では、前記熱交換部において、前記水処理部への給水が、前記ボイラからのブロー水との熱交換によって加熱される。このように既存の熱源を使用して給水を加熱することにより、給水の水温低下によって、前記水処理部が悪影響を受けることが防止される。

請求項２に記載の発明は、水使用機器への給水ラインと、この給水ラインに設けられた水処理部とを備えた水処理システムであって、当該水処理システムは、前記水使用機器とは別の給水系統に設置され、負荷機器へ蒸気を供給するためのボイラを有し、前記水処理部は、給水中の硬度分をイオン交換樹脂により除去する軟水化部、および給水中の溶存塩類をナノ濾過膜または逆浸透膜により除去する濾過膜部をこの順で備えて構成され、前記軟水化部の上流側の前記給水ラインに、前記負荷機器で利用しきれない余剰蒸気と給水との熱交換器を設け、前記熱交換部での給水の加熱に際しては、前記ナノ濾過膜または前記逆浸透膜の最高使用温度以下に給水温度を制限することを特徴とする。

請求項２に記載の発明では、前記熱交換部において、前記水処理部への給水が、前記負荷機器で利用しきれない余剰蒸気との熱交換によって加熱される。このように既存の熱源を使用して給水を加熱することにより、給水の水温低下によって、前記水処理部が悪影響を受けることが防止される。

請求項３に記載の発明は、水使用機器への給水ラインと、この給水ラインに設けられた水処理部とを備えた水処理システムであって、当該水処理システムは、前記水使用機器とは別の給水系統に設置され、負荷機器へ蒸気を供給するためのボイラを有し、前記水処理部は、給水中の硬度分をイオン交換樹脂により除去する軟水化部、および給水中の溶存塩類をナノ濾過膜または逆浸透膜により除去する濾過膜部をこの順で備えて構成され、前記軟水化部の上流側の前記給水ラインに、前記負荷機器で利用された蒸気および／または前記負荷機器で利用された蒸気が凝縮して得られた復水と給水との熱交換部を設け、前記熱交換部での給水の加熱に際しては、前記ナノ濾過膜または前記逆浸透膜の最高使用温度以下に給水温度を制限することを特徴とする。

請求項３に記載の発明では、前記熱交換部において、前記水処理部への給水が、前記負荷機器で利用された蒸気および／または前記負荷機器で利用された蒸気との熱交換によって加熱される。このように既存の熱源を使用して給水を加熱することにより、給水の水温低下によって、前記水処理部が悪影響を受けることが防止される。

請求項４に記載の発明は、水使用機器への給水ラインと、この給水ラインに設けられた水処理部とを備えた水処理システムであって、当該水処理システムは、前記水使用機器とは別の給水系統に設置され、負荷機器へ蒸気を供給するためのボイラと、熱交換部、膨張弁、蒸発器および圧縮機を含む熱媒循環回路を備え、前記ボイラから大気中へ放出される廃熱を熱媒に吸熱されるヒートポンプユニットとを有し、前記水処理部は、給水中の硬度分をイオン交換樹脂により除去する軟水化部、および給水中の溶存塩類をナノ濾過膜または逆浸透膜により除去する濾過膜部をこの順で備えて構成され、前記軟水化部の上流側の前記給水ラインに前記熱交換部を設けて、熱媒と給水とを熱交換させるように構成し、前記熱交換部での給水の加熱に際しては、前記ナノ濾過膜または前記逆浸透膜の最高使用温度以下に給水温度を制限することを特徴とする。

請求項４に記載の発明では、前記熱交換部において、前記水処理部への給水が、熱媒との熱交換によって加熱される。このように既存の熱源を使用して給水を加熱することにより、給水の水温低下によって、前記水処理部が悪影響を受けることが防止される。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の、前記熱交換部と前記軟水化部の間の前記給水ラインに、給水中の酸化剤を活性炭により除去する酸化剤除去部を備えることを特徴とする。

請求項５に記載の発明では、加熱された給水が前記酸化剤除去部へ供給されることにより、加熱しない場合と比べて前記酸化剤除去部における酸化剤除去能力が向上する。このように既存の熱源を使用して給水を加熱することにより、給水の水温低下によって、前記水処理部が悪影響を受けることが防止される。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の、前記濾過膜部の後段に、給水中の溶存酸素を気体透過膜により除去する脱気部を備え、前記熱交換部での給水の加熱に際しては、前記気体透過膜の最高使用温度以下に給水温度を制限することを特徴とする。

請求項６に記載の発明では、加熱された給水が前記脱気部へ供給されることにより、加熱しない場合と比べて前記気体透過膜の脱気性能が向上する。このように既存の熱源を使用して給水を加熱することにより、給水の水温低下によって、前記水処理部が悪影響を受けることが防止される。

この発明によれば、給水の加熱を、既存の熱源を利用して行うことができるので、給水を加熱するための熱源を新たに設ける必要はなく、給水の水温低下によって、前記水処理部が悪影響を受けることを低コストで防止することができる。

つぎに、この発明の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。
（第一実施形態）
まず、この発明に係る水処理システムの第一実施形態について説明する。図１は、この発明に係る水処理システムの第一実施形態の構成を示す概略的な説明図である。

図１に示す水処理システム１は、水道水，工業用水，地下水などの水源から供給される原水を水処理して得られた給水を水使用機器２へ供給するものである。この水処理システム１は、前記水使用機器２への給水ライン３と、この給水ライン３に設けられた複数の水処理部４，４，…とを備えている。

前記給水ライン３には、最も上流側に設けられた前記水処理部４（具体的には、後述する酸化剤除去部１５）の上流側に、熱交換部５が設けられている。この熱交換部５では、前記水処理システム１の系外において、負荷機器（図示省略）へ蒸気を供給するボイラ６のブロー水と給水とが熱交換されるようになっている。具体的には、前記熱交換部５は、ブロー水供給ライン７および流出ライン８を介してブロータンク９と接続されている。このブロータンク９は、ブロー弁１０が設けられたブローライン１１を介して前記ボイラ６と接続されており、このボイラ６のブロー水が、前記ブロータンク９内に貯留されるようになっている。そして、前記ブロー水供給ライン７には、ブロー水供給ポンプ１２が設けられており、このブロー水供給ポンプ１２を運転することにより、前記ブロータンク９内のブロー水が、前記ブロー水供給ライン７を介して前記熱交換部５へ供給されるようになっている。前記熱交換部５では、ブロー水と給水とが熱交換され、熱交換後のブロー水は、前記流出ライン８を介して前記ブロータンク９へ流入するようになっている。

ここで、前記ブロータンク９内には、前記ボイラ６からブロー時に流入したブロー水と前記熱交換部５において給水と熱交換されたブロー水とが貯留され、給水よりも高温のブロー水が貯留されている。

前記ブロータンク９には、ブロー水排出ライン１３が接続されている。このブロー水排出ライン１３には、排水バルブ１４が設けられており、この排水バルブ１４を開状態にすることにより、前記ブロー水排出ライン１３を介して、前記ブロータンク９内のブロー水が、系外へ排出されるようになっている。ただし、前記ブロータンク９内の水位が、常に所定水位以上に維持されるように、ブロー水が排出されるようになっている。

ちなみに、前記ボイラ６および前記負荷機器は、前記水処理システム１における前記水使用機器２とは別に、たとえば前記水処理システム１が設置されている工場内などに設置されたものである。

前記各水処理部４は、上流側から酸化剤除去部１５，軟水化部１６，濾過膜部１７および脱気部１８である。前記脱気部１８の下流側の前記給水ライン３には、給水タンク１９が接続されている。ここで、前記軟水化部１６および前記濾過膜部１７の間の前記給水ライン３には、第一給水ポンプ（図示省略）が設けられている。そして、この第一給水ポンプを運転することにより、前記各水処理部４を通過した処理水が前記給水タンク１９内に貯留されるようになっている。そして、この給水タンク１９内に貯留された処理水は、この給水タンク１９および前記水使用機器２の間の前記給水ライン３に設けられた第二給水ポンプ（図示省略）を運転することにより、前記水使用機器２へ供給されるようになっている。

ここで、前記各水処理部４について詳しく説明する。前記酸化剤除去部１５は、給水中に溶存する次亜塩素酸ナトリウムなどに由来する酸化剤を粒状の活性炭により吸着除去するものである。酸化剤は、前記酸化剤除去部１５の下流側に配置される前記軟水化部１６のイオン交換樹脂（図示省略）を酸化させ、そのイオン交換能力を早期に低下させるおそれがある。また、さらに下流に配置された前記濾過膜部１７を構成する濾過膜モジュール（図示省略）を酸化させ、その濾過能力を早期に低下させるおそれがある。そこで、このような酸化による早期の能力低下を防止するために、酸化剤を吸着除去することにより、給水の処理効率の向上や処理された給水の水質の安定化などを図るようにしている。

前記酸化剤除去部１５は、給水の水温低下により、酸化剤の除去能力が低下するという悪影響を受ける。したがって、給水の水温低下により、酸化剤が十分に除去されない給水が、下流側の前記各水処理部４へ供給され、前記イオン交換樹脂のイオン交換能力や前記濾過膜モジュールの濾過能力が早期に低下するおそれがある。

前記軟水化部１６は、前記酸化剤が除去された給水中の硬度分，すなわちカルシウムイオンおよびマグネシウムイオンを前記イオン交換樹脂により除去するものである。具体的には、前記軟水化部１６は、給水に含まれる硬度分をイオン交換反応によってナトリウムイオンおよびカリウムイオンなどの一価の陽イオンへ置換し、給水を軟水へ変換するように構成されている。このように給水を軟水化することにより、前記濾過膜モジュールの膜表面に、硬度分に起因するスケールが付着することを防止できるようになっている。

前記軟水化部１６は、給水の水温低下により、前記イオン交換樹脂におけるイオン交換反応の速度が遅くなるという悪影響や、前記イオン交換樹脂のイオン交換能力を回復させる再生作動における再生効率が低下するという悪影響を受ける。したがって、給水の水温低下により、処理水において硬度漏れが起きたり再生作動で用いられる再生剤の消費量が増えるおそれがある。

前記濾過膜部１７は、前記濾過膜モジュールにより給水を濾過処理するように構成されている。この濾過膜モジュールは、濾過膜として、具体的には逆浸透膜（ＲＯ膜）やナノ濾過膜（ＮＦ膜）などを使用して形成されている。前記逆浸透膜および前記ナノ濾過膜は、ポリアミド系，ポリエーテル系などの合成高分子膜である。そして、前記逆浸透膜は、分子量が数十程度の物質の透過を阻止できる液体分離膜である。また、前記ナノ濾過膜は、２ｎｍ程度より小さい粒子や高分子（分子量が最大数百程度の物質）の透過を阻止できる液体分離膜である。前記ナノ濾過膜は、濾過機能の点において、前記逆浸透膜と、分子量が１，０００〜３００，０００程度の物質を濾別可能な限外濾過膜（ＵＦ膜）との中間に位置する機能を有する。前記濾過膜は、前記水使用機器２への給水が、所望の水質になるように選択される。

前記濾過膜は、給水の水温低下により、水の粘性によって給水の透過性能が低下するという悪影響を受ける。ここで、前記第一給水ポンプは、前記濾過膜部１７からの透過水流量が一定流量になるように制御されるようになっている（特開２００５−２９６９４４号参照）。したがって、給水の水温が低下すると、前記第一給水ポンプの運転圧力が高くなるようになっており、その消費電力が増加してランニングコストが高くなる。

前記濾過膜部１７では、一側から流入した給水が、前記濾過膜で濾過され、他側から透過水と濃縮水とが分離されて流出するようになっている。透過水は、前記給水ライン３を流れ、前記脱気部１８を経て前記給水タンク１９内に貯留されるようになっている。これにより、前記水使用機器２へ所望の水質になった給水が供給されるようになっている。一方、濃縮水は、前記濾過膜部１７と接続された濃縮水ライン（図示省略）へ流出し、一部が系外へ排水されるとともに、残部が前記濾過膜部１７の上流側の前記給水ライン３へ還流するようになっている。

前記脱気部１８は、具体的には気体透過膜を多数備えた気体透過膜モジュールと、水封式真空ポンプ（それぞれ図示省略）とを備えた膜式脱気装置である。この膜式脱気装置は、給水中の溶存気体，具体的には溶存酸素を前記気体透過膜モジュールを介して前記水封式真空ポンプで真空吸引するように構成されている。このように、給水中の溶存酸素を除去することにより、この溶存酸素に起因する前記水使用機器２の腐食を抑制することができるようになっている。

前記気体透過膜は、給水の水温低下により、脱気性能が低下するという悪影響を受ける。したがって、給水の水温が低下すると、処理水の脱気度が低下し、前記水使用機器２の腐食が促進されるおそれがある。

さて、前記水処理システム１の作用について説明する。前記水処理システム１では、前記第一給水ポンプ（図示省略）を運転することにより、原水側から前記各水処理部４へ給水を供給し、前記各水処理部４において水処理を行う。前記各水処理部４からの処理水は、前記給水タンク１９内に貯留される。この給水タンク１９内に貯留された処理水は、前記第二給水ポンプ（図示省略）を運転することにより、前記給水タンク１９から前記水使用機器２へ供給される。

前記ボイラ６では、所定の間隔で前記ブロー弁１０を開状態にすることにより、ブローが行われる。前記ボイラ６からのブロー水は、前記ブロータンク９内に貯留される。

前記第一給水ポンプを運転して前記各水処理部４へ給水を供給しているときには、前記ブロー水供給ポンプ１２を運転し、前記ブロータンク９内の高温のブロー水を前記ブロー水供給ライン７を介して前記熱交換部５へ供給する。そして、この熱交換部５において、給水が高温のブロー水と熱交換され加熱される。これにより、前記各水処理部４へは、加熱された給水が供給される。一方、前記熱交換部５において給水と熱交換されたブロー水は、前記流出ライン８へ流出し、前記ブロータンク９へ流入する。そして、このブロータンク９内のブロー水は、前記排水バルブ１４を開状態にすることにより、前記ブロー水排出ライン１３を介して系外へ排出される。

前記のように、加熱された給水が前記酸化剤除去部１５へ供給されることにより、加熱しない場合と比べて前記酸化剤除去部１５における酸化剤除去能力が向上する。したがって、前記軟水化部１６における前記イオン交換樹脂（図示省略）のイオン交換能力や前記濾過膜部１７における前記濾過膜モジュール（図示省略）の濾過能力が早期に低下することが防止され、給水を加熱しない場合と比べて前記イオン交換樹脂や前記濾過膜モジュールの寿命を延ばすことができる。

また、加熱された給水が前記軟水化部１６へ供給されることにより、加熱しない場合と比べて前記イオン交換樹脂におけるイオン交換反応の速度が速くなり、また再生効率が向上する。したがって、処理水の硬度漏れを防止することができ、また給水を加熱しない場合と比べて再生剤の消費量が抑制されてランニングコストを抑えることができる。

また、加熱された給水が前記濾過膜部１７へ供給されることにより、加熱しない場合と比べて前記ナノ濾過膜における給水の透過性能が向上する。したがって、給水を加熱しない場合と比べて前記第一給水ポンプの消費電力が抑制されてランニングコストを抑えることができる。

さらに、加熱された給水が前記脱気部１８へ供給されることにより、加熱しない場合と比べて前記気体透過膜（図示省略）の脱気性能が向上する。したがって、給水を加熱しない場合と比べて前記水使用機器２の腐食を抑制することができる。

以上のように、前記水処理システム１では、給水の水温低下が原因で、前記各水処理部４が水処理性能の低下や給水の透過性能の低下などの悪影響を受けることを防止することができ、これにより処理水水質が悪化したり、ランニングコストが高くなったりすることを防止することができる。

以上説明した前記水処理システム１によれば、給水の加熱が、前記ボイラ６からのブロー水を利用して行われる。すなわち、給水の加熱を、通常は廃棄される既存の熱エネルギーを利用して行うことができる。したがって、給水を加熱するための熱源を新たに設ける必要はなく、給水の水温低下によって前記各水処理部４が悪影響を受けることを低コストで防止することができる。

（第二実施形態）
つぎに、この発明に係る水処理システムの第二実施形態について説明する。図２は、この発明に係る水処理システムの第二実施形態の構成を示す概略的な説明図である。図２において、前記第一実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

図２においては、この第二実施形態の水処理システム２０の系外において、前記ボイラ６から出た蒸気が、蒸気ライン２１を介してスチームヘッダ２２へ流入し、このスチームヘッダ２２から蒸気供給ライン２３を介して負荷機器２４へ供給されるようになっている。

前記スチームヘッダ２２および前記熱交換部５は、前記負荷機器２４で利用しきれない余剰蒸気が流れる余剰蒸気ライン２５を介して接続されている。そして、前記熱交換部５においては、前記余剰蒸気ライン２５を介して供給された余剰蒸気と給水とが熱交換されるようになっている。前記熱交換部５において給水と熱交換された余剰蒸気は、前記流出ライン８へ流出するようになっている。

さて、前記水処理システム２０の作用について説明する。ここでは、前記第一実施形態の水処理システム１の作用と異なるもののみについて説明する。前記水処理システム２０では、前記ボイラ６で発生し、前記負荷機器２４で利用しきれない余剰蒸気が、前記余剰蒸気ライン２５を介して前記熱交換部５へ供給される。そして、この熱交換部５において、給水が、高温の余剰蒸気と熱交換され加熱される。これにより、前記第一実施形態の水処理システム１と同様に、前記各水処理部４へは、加熱された給水が供給され、給水の水温低下によって前記各水処理部４が悪影響を受けることを防止することができる。一方、前記熱交換部５において給水と熱交換された余剰蒸気は、前記流出ライン８へ流出する。

以上説明した前記水処理システム２０によれば、給水の加熱が、前記ボイラ６で発生し前記負荷機器２４で利用しきれない余剰蒸気を利用して行われる。すなわち、給水の加熱を、通常は廃棄される既存の熱エネルギーを利用して行うことができる。したがって、前記第一実施形態の水処理システム１と同様に、給水を加熱するための熱源を新たに設ける必要はなく、給水の水温低下によって前記各水処理部４が悪影響を受けることを低コストで防止することができる。

（第三実施形態）
つぎに、この発明に係る水処理システムの第三実施形態について説明する。図３は、この発明に係る水処理システムの第三実施形態の構成を示す概略的な説明図である。図３において、前記第一，第二実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

この第三実施形態の水処理システム３０においては、前記熱交換部５に、前記負荷機器２４と接続された復水ライン３１が接続されている。そして、前記ボイラ６で発生し前記負荷機器２４で利用された蒸気が凝縮して得られた復水が、この復水ライン３１を介して前記熱交換部５へ供給されるようになっている。前記熱交換部５においては、前記復水ライン３１を介して供給された高温の復水と給水とが熱交換され、給水が加熱されるようになっている。

前記熱交換部５において給水と熱交換された復水は、前記流出ライン８へ流出するようになっている。前記流出ライン８は、この第三実施形態においては、前記給水タンク１９と接続されている。これにより、前記熱交換部５から流出した復水は、前記給水タンク１９内に貯留されるようになっている。

さて、前記水処理システム３０の作用について説明する。ここでは、前記第一，第二実施形態の水処理システム１，２０の作用と異なるもののみについて説明する。前記水処理システム３０では、前記負荷機器２４で利用された蒸気が凝縮して得られた復水が、前記復水ライン３１を介して前記熱交換部５へ供給される。そして、この熱交換部５において、給水が高温の復水と熱交換され加熱される。これにより、前記第一，第二実施形態の水処理システム１，２０と同様に、前記各水処理部４へ加熱された給水が供給され、給水の水温によって前記各水処理部４が悪影響を受けることを防止することができる。一方、前記熱交換部５において給水と熱交換された復水は、前記流出ライン８へ流出した後、前記給水タンク１９内に貯留される。これにより、水の有効利用が図られる。

以上説明した前記水処理システム３０によれば、給水の加熱が、前記ボイラ６で発生し前記負荷機器２４で利用された蒸気が凝縮して得られた高温の復水を利用して行われる。すなわち、給水の加熱を、既存の熱エネルギーを利用して行うことができる。したがって、前記第一，第二実施形態の水処理システム１，２０と同様に、給水を加熱するための熱源を新たに設ける必要はなく、給水の水温低下によって前記各水処理部４が悪影響を受けることを低コストで防止することができる。

ここで、前記水処理システム３０において、前記負荷機器２４からの蒸気が、前記復水ライン３１において全て凝縮しない場合もある。この場合は、前記熱交換部５へ復水とともに蒸気が供給され、この熱交換部５において復水および蒸気と給水とが熱交換される。

また、前記水処理システム３０において、前記復水ライン３１を復水が流れるラインではなく、前記負荷機器２４で利用された蒸気を前記熱交換部５へ供給するためのラインとし、前記熱交換部５において前記負荷機器２４で利用された蒸気と給水とが熱交換されるようになっていてもよい。

前記のように前記水処理システム３０において、前記熱交換部５へ前記負荷機器２４で利用された蒸気が供給された場合、この蒸気は前記熱交換部５および前記流出ライン８において凝縮し、復水として前記給水タンク１９へ流入する。

（第四実施形態）
つぎに、この発明に係る水処理システムの第四実施形態について説明する。図４は、この発明に係る水処理システムの第四実施形態の構成を示す概略的な説明図である。図４において、前記第一，第二，第三実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

この第四実施形態の水処理システム４０においては、前記熱交換部５にヒートポンプユニット４１が接続され、前記熱交換部５において大気と給水との熱交換が行われるようになっている。このヒートポンプユニット４１は、前記熱交換部５と接続された熱媒循環ライン４２と、この熱媒循環ライン４２に設けられた膨張弁４３，蒸発器４４および圧縮機４５を備えている。

前記ヒートポンプユニット４１では、前記蒸発器４４において大気の熱が前記熱媒循環ライン４２を流れる熱媒に伝えられるようになっている。そして、熱をもった熱媒は、前記圧縮機４５において圧縮されるようになっている。前記圧縮機において圧縮されることによりさらに高温になった熱媒は、前記熱交換部５へ供給されて給水と熱交換されるようになっている。

前記熱交換部５において、給水と熱交換された熱媒は、前記熱交換部５から前記熱媒循環ライン４２へ流出するようになっている。

ここで、前記蒸発器４４を、たとえば前記水処理システム４０が設置された工場におけるボイラ室（図示省略）内の大気から吸熱するように構成すれば、ボイラ（図示省略）の廃熱を利用してより高温の熱媒を得ることができる。

さて、前記水処理システム４０の作用について説明する。ここでは、前記第一，第二，第三実施形態の水処理システム１，２０，３０の作用と異なるもののみについて説明する。前記水処理システム４０では、大気から吸熱して高温になった熱媒が、前記熱媒循環ライン４２から前記熱交換部５へ供給される。そして、この熱交換部５において、給水が高温の熱媒と熱交換され加熱される。これにより、前記第一，第二，第三実施形態の水処理システム１，２０，３０と同様に、前記各水処理部４へは、加熱された給水が供給され、給水の水温低下によって前記各水処理部４が悪影響を受けることが防止される。一方、前記熱交換部５において給水と熱交換された熱媒は、前記熱媒循環ライン４２へ流出し、前記膨張弁４３で膨張された後、再び前記蒸発器４４へ流入する。

以上説明した前記水処理システム４０によれば、給水の加熱が、前記ヒートポンプユニット４１によって大気から吸熱して高温になった熱媒を利用して行われる。すなわち、給水の加熱を、既存の熱エネルギーを利用して行うことができる。したがって、前記第一，第二，第三実施形態の水処理システム１，２０，３０と同様に、給水を加熱するための熱源を新たに設ける必要はなく、給水の水温低下によって前記各水処理部４が悪影響を受けることを低コストで防止することができる。

以上、この発明を前記各実施形態により説明したが、この発明はその要旨を変更しない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。

この発明に係る水処理システムの第一実施形態の構成を示す概略的な説明図である。 この発明に係る水処理システムの第二実施形態の構成を示す概略的な説明図である。 この発明に係る水処理システムの第三実施形態の構成を示す概略的な説明図である。 この発明に係る水処理システムの第四実施形態の構成を示す概略的な説明図である。

１，２０，３０，４０ 水処理システム
２ 水使用機器
３ 給水ライン
４ 水処理部
５ 熱交換部
６ ボイラ
２４ 負荷機器

Claims (6)

1. 水使用機器への給水ラインと、この給水ラインに設けられた水処理部とを備えた水処理システムであって、
   当該水処理システムは、前記水使用機器とは別の給水系統に設置され、負荷機器へ蒸気を供給するためのボイラを有し、
   前記水処理部は、給水中の硬度分をイオン交換樹脂により除去する軟水化部、および給水中の溶存塩類をナノ濾過膜または逆浸透膜により除去する濾過膜部をこの順で備えて構成され、
   前記軟水化部の上流側の前記給水ラインに、前記ボイラからのブロー水と給水との熱交換部を設け、
   前記熱交換部での給水の加熱に際しては、前記ナノ濾過膜または前記逆浸透膜の最高使用温度以下に給水温度を制限することを特徴とする水処理システム。
2. 水使用機器への給水ラインと、この給水ラインに設けられた水処理部とを備えた水処理システムであって、
   当該水処理システムは、前記水使用機器とは別の給水系統に設置され、負荷機器へ蒸気を供給するためのボイラを有し、
   前記水処理部は、給水中の硬度分をイオン交換樹脂により除去する軟水化部、および給水中の溶存塩類をナノ濾過膜または逆浸透膜により除去する濾過膜部をこの順で備えて構成され、
   前記軟水化部の上流側の前記給水ラインに、前記負荷機器で利用しきれない余剰蒸気と給水との熱交換器を設け、
   前記熱交換部での給水の加熱に際しては、前記ナノ濾過膜または前記逆浸透膜の最高使用温度以下に給水温度を制限することを特徴とする水処理システム。
3. 水使用機器への給水ラインと、この給水ラインに設けられた水処理部とを備えた水処理システムであって、
   当該水処理システムは、前記水使用機器とは別の給水系統に設置され、負荷機器へ蒸気を供給するためのボイラを有し、
   前記水処理部は、給水中の硬度分をイオン交換樹脂により除去する軟水化部、および給水中の溶存塩類をナノ濾過膜または逆浸透膜により除去する濾過膜部をこの順で備えて構成され、
   前記軟水化部の上流側の前記給水ラインに、前記負荷機器で利用された蒸気および／または前記負荷機器で利用された蒸気が凝縮して得られた復水と給水との熱交換部を設け、
   前記熱交換部での給水の加熱に際しては、前記ナノ濾過膜または前記逆浸透膜の最高使用温度以下に給水温度を制限することを特徴とする水処理システム。
4. 水使用機器への給水ラインと、この給水ラインに設けられた水処理部とを備えた水処理システムであって、
   当該水処理システムは、前記水使用機器とは別の給水系統に設置され、負荷機器へ蒸気を供給するためのボイラと、
   熱交換部、膨張弁、蒸発器および圧縮機を含む熱媒循環回路を備え、前記ボイラから大気中へ放出される廃熱を熱媒に吸熱されるヒートポンプユニットとを有し、
   前記水処理部は、給水中の硬度分をイオン交換樹脂により除去する軟水化部、および給水中の溶存塩類をナノ濾過膜または逆浸透膜により除去する濾過膜部をこの順で備えて構成され、
   前記軟水化部の上流側の前記給水ラインに前記熱交換部を設けて、熱媒と給水とを熱交換させるように構成し、
   前記熱交換部での給水の加熱に際しては、前記ナノ濾過膜または前記逆浸透膜の最高使用温度以下に給水温度を制限することを特徴とする水処理システム。
5. 前記熱交換部と前記軟水化部の間の前記給水ラインに、給水中の酸化剤を活性炭により除去する酸化剤除去部を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の水処理システム。
6. 前記濾過膜部の後段に、給水中の溶存酸素を気体透過膜により除去する脱気部を備え、
   前記熱交換部での給水の加熱に際しては、前記気体透過膜の最高使用温度以下に給水温度を制限することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の水処理システム。

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