JP5737918B2 - Biological treatment-type heat pump system for wastewater treatment equipment, biological treatment-type wastewater treatment equipment provided therewith, and control method for biological treatment-type wastewater treatment equipment heat pump system - Google Patents

Biological treatment-type heat pump system for wastewater treatment equipment, biological treatment-type wastewater treatment equipment provided therewith, and control method for biological treatment-type wastewater treatment equipment heat pump system Download PDF

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Description

本発明は、ヒートポンプによって生物処理槽内に流入する排水を加熱する生物処理方式による排水処理設備用ヒートポンプシステム、及びこれを備えた生物処理方式による排水処理設備、並びに、生物処理方式による排水処理設備用ヒートポンプシステムの制御方法に関するものである。   The present invention relates to a heat treatment system for a wastewater treatment facility by a biological treatment method that heats wastewater flowing into a biological treatment tank by a heat pump, a wastewater treatment facility by a biological treatment method provided with the same, and a wastewater treatment facility by a biological treatment method The present invention relates to a method for controlling an industrial heat pump system.

生物処理方式による排水処理設備では、有機物を主体とする排水中の汚濁物質を微生物の働きによって分解して清浄化している。この生物処理に用いられる微生物は、典型的には、有酸素下で活動する好気性菌や、無酸素下または殆ど酸素がない条件で活動する嫌気性菌が用いられる。そして、これら好気性菌や嫌気性菌といった微生物は、所定の温度で活発に活動する。したがって、排水を生物処理する生物処理槽では、微生物の活動に適した温度を維持する必要がある。   In a wastewater treatment facility using a biological treatment system, pollutants in wastewater mainly composed of organic matter are decomposed and purified by the action of microorganisms. As the microorganism used for this biological treatment, typically, an aerobic bacterium that operates under an aerobic condition or an anaerobic bacterium that operates under anoxic conditions or almost no oxygen is used. These microorganisms such as aerobic bacteria and anaerobic bacteria are active at a predetermined temperature. Therefore, in a biological treatment tank that biologically treats wastewater, it is necessary to maintain a temperature suitable for the activity of microorganisms.

図5には、生物処理槽を適温に維持するために適用される一般的な排水処理設備が示されている。この排水処理設備100は、ボイラ103から供給される蒸気によって流入排水を加熱する加熱用熱交換器101と、微生物によって排水中の汚濁物質を分解する生物処理槽105と、生物処理槽105によって処理された排水を貯留して汚泥を沈殿させる沈殿槽107と、沈殿槽107にて汚泥を取り除いた後の放流水を貯留する放流ピット109とを備えている。   FIG. 5 shows a general wastewater treatment facility applied to maintain the biological treatment tank at an appropriate temperature. The wastewater treatment facility 100 is treated by a heat exchanger 101 for heating that heats inflow wastewater with steam supplied from a boiler 103, a biological treatment tank 105 that decomposes pollutants in wastewater using microorganisms, and a biological treatment tank 105. A settling tank 107 for storing the drained water and precipitating sludge, and a discharge pit 109 for storing discharge water after removing the sludge in the settling tank 107 are provided.

流入排水は、加熱用熱交換器101へ導かれ、ボイラ103から供給される蒸気によって微生物が活動する所望温度となるように加熱される。排水の加熱を終えた蒸気は、ドレン水として回収される。加熱用熱交換器101によって加熱された排水は、生物処理槽105へと導かれ、この生物処理槽105内にて活動する微生物によって汚濁物質が分解される。生物処理を終えた排水は沈殿槽107へと導かれ汚泥を除去された後に放流ピット109へと導かれ、河川や海へと放流される。   The inflow wastewater is guided to the heat exchanger 101 for heating, and is heated by the steam supplied from the boiler 103 so as to have a desired temperature at which microorganisms are active. The steam that has finished heating the wastewater is recovered as drain water. The waste water heated by the heating heat exchanger 101 is guided to the biological treatment tank 105, and the pollutant is decomposed by the microorganisms active in the biological treatment tank 105. After the biological treatment, the wastewater is guided to the sedimentation tank 107 and the sludge is removed, and then guided to the discharge pit 109 to be discharged into the river and the sea.

この排水処理設備100は、ボイラ103を用いて排水を加熱するので、ボイラ燃料として化石燃料を使用することになる。化石燃料を使用するので、燃焼後の排出ガスを大気に放出することになり、地球温暖化や環境汚染の観点から好ましくない。また、燃焼熱による加熱は効率的に運用してもCOP(成績係数)は1を超えることはなく、省エネルギーの観点からも好ましくない。   Since this waste water treatment equipment 100 heats waste water using the boiler 103, fossil fuel is used as boiler fuel. Since fossil fuel is used, the exhaust gas after combustion is released to the atmosphere, which is not preferable from the viewpoint of global warming and environmental pollution. Further, even if heating by combustion heat is operated efficiently, the COP (coefficient of performance) does not exceed 1, which is not preferable from the viewpoint of energy saving.

これに対して、下記特許文献1では、ヒートポンプによって排水を加熱する発明が開示されている。ヒートポンプを用いれば、COPを1以上にすることができ、また燃焼排ガスを放出することがないので好ましい。図6には、このようなヒートポンプ加熱による排水処理設備110が示されている。   On the other hand, Patent Document 1 below discloses an invention in which waste water is heated by a heat pump. Use of a heat pump is preferable because the COP can be set to 1 or more and combustion exhaust gas is not released. FIG. 6 shows a wastewater treatment facility 110 by such heat pump heating.

排水処理設備110は、図5に示した排水処理設備100と同様に、加熱用熱交換器101、生物処理槽105、沈殿槽107及び放流ピット109を備えている。さらに、排水処理設備110は、ボイラに代えてヒートポンプ111を備えている。ヒートポンプ111の温熱は、温水ポンプ113によって循環する温水によって、加熱用熱交換器101へと出力される。ヒートポンプ111の熱源は、沈殿槽107と放流ピット109との間に設けた熱回収用熱交換器117によって放流水から得られる回収熱とされる。すなわち、回収用熱交換器117とヒートポンプ111との間で冷水が冷水ポンプ115によって循環されるようになっており、この冷水によって熱回収用熱交換器117にて回収された回収熱がヒートポンプ111へ供給される。   The waste water treatment facility 110 includes a heat exchanger 101 for heating, a biological treatment tank 105, a sedimentation tank 107, and a discharge pit 109, similarly to the waste water treatment equipment 100 shown in FIG. Furthermore, the waste water treatment facility 110 includes a heat pump 111 instead of the boiler. The hot heat of the heat pump 111 is output to the heating heat exchanger 101 by the hot water circulated by the hot water pump 113. The heat source of the heat pump 111 is recovered heat obtained from the discharged water by the heat recovery heat exchanger 117 provided between the settling tank 107 and the discharge pit 109. That is, chilled water is circulated by the chilled water pump 115 between the recovery heat exchanger 117 and the heat pump 111, and the recovered heat recovered by the chilled water in the heat recovery heat exchanger 117 is heat pump 111. Supplied to.

特開平2−214598号公報JP-A-2-214598

一般に、ヒートポンプは、所定のエネルギーを投入して低温熱源から熱回収して高温側へと熱を移動させるものであるため、熱回収量と温熱出力との間には一定の比率がある。したがって、処理すべき流入排水の温度や流量が変化すると、目標加熱温度を維持するための加熱量も変化し、これに付随して必要な回収熱量も変化する。   Generally, a heat pump inputs a predetermined energy, recovers heat from a low-temperature heat source, and moves heat to a high temperature side, so there is a certain ratio between the heat recovery amount and the heat output. Therefore, when the temperature or flow rate of the inflow wastewater to be processed changes, the heating amount for maintaining the target heating temperature also changes, and the necessary recovered heat amount changes accordingly.

しかし、図6に示したヒートポンプ111を用いたシステムは、加熱用熱交換器101に流入する排水の温度や流量に応じて必要な温熱出力(加熱量)が変化するにも関わらず、熱回収用熱交換器117での熱回収量は流入する放流水の温度および流量に依存することになっており、必要な温熱出力と熱回収量とのアンバランスが生じる。これでは、流入排水を目標加熱温度に維持することができないという問題がある。   However, in the system using the heat pump 111 shown in FIG. 6, the heat recovery is performed even though the required thermal output (heating amount) changes according to the temperature and flow rate of the wastewater flowing into the heat exchanger 101 for heating. The amount of heat recovered in the heat exchanger 117 for use depends on the temperature and flow rate of the discharged effluent, and an imbalance between the necessary heat output and the amount of heat recovered occurs. In this case, there is a problem that the inflow wastewater cannot be maintained at the target heating temperature.

また、熱回収用熱交換器117にて熱回収されて冷却された放流水の冷熱を利用したい場合がある。この場合、熱回収用熱交換器117にて冷却された放流水を目標冷却温度に維持する必要がある。しかし、上述のように、図6に示したヒートポンプ111を用いたシステムでは、温熱出力と熱回収量の比率を調整することができないので、目標加熱温度および目標冷却温度の両立を図ることができない。   In some cases, it is desired to use the cool heat of the discharged water that has been recovered by the heat recovery heat exchanger 117 and cooled. In this case, it is necessary to maintain the discharged water cooled by the heat recovery heat exchanger 117 at the target cooling temperature. However, as described above, in the system using the heat pump 111 shown in FIG. 6, the ratio between the heat output and the heat recovery amount cannot be adjusted, so that it is impossible to achieve both the target heating temperature and the target cooling temperature. .

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、排水の目標加熱温度を安定的に維持することができる、及び/又は、排水の目標加熱温度と放流水の目標冷却温度の両者を安定的に維持することができる生物処理方式による排水処理設備用ヒートポンプシステム、及びこれを備えた生物処理方式による排水処理設備、並びに、生物処理方式による排水処理設備用ヒートポンプシステムの制御方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and can stably maintain the target heating temperature of wastewater, and / or the target heating temperature of drainage and the target cooling temperature of discharged water. A heat treatment system for wastewater treatment equipment by a biological treatment system capable of stably maintaining both, a wastewater treatment equipment by a biological treatment system provided with the same, and a control method of a heat pump system for wastewater treatment equipment by a biological treatment system The purpose is to provide.

上記課題を解決するために、本発明の生物処理方式による排水処理設備用ヒートポンプシステム、及びこれを備えた生物処理方式による排水処理設備、並びに、生物処理方式による排水処理設備用ヒートポンプシステムの制御方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる生物処理方式による排水処理設備用ヒートポンプシステムは、汚濁物質を微生物によって処理する生物処理槽に流入する排水を加熱する加熱用熱交換器と、前記生物処理槽にて処理された後に放流される放流水から熱回収する熱回収用熱交換器と、前記加熱用熱交換器に対して温熱を供給するとともに、前記熱回収用熱交換器にて吸熱して熱回収するヒートポンプとを備えた生物処理方式による排水処理設備用ヒートポンプシステムであって、前記ヒートポンプの熱回収側には、前記放流水とは別の別熱源から熱回収するように接続された別熱回収系統が設けられ、前記加熱用熱交換器にて加熱する排水の目標加熱温度を得るための加熱量から決まる熱回収量となるように、前記熱回収用熱交換器の熱回収量および前記別熱回収系統の熱回収量を決定する制御部を備えていることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a heat pump system for wastewater treatment equipment by a biological treatment system of the present invention, a wastewater treatment equipment by a biological treatment system provided with the same, and a control method of a heat pump system for wastewater treatment equipment by a biological treatment system Adopts the following means.
That is, the heat pump system for wastewater treatment facilities by the biological treatment system according to the present invention is treated by the heating heat exchanger that heats the wastewater flowing into the biological treatment tank that treats pollutants with microorganisms, and the biological treatment tank. A heat recovery heat exchanger that recovers heat from the discharged water discharged after the heat, and a heat pump that supplies heat to the heating heat exchanger and recovers heat by absorbing heat in the heat recovery heat exchanger A heat pump system for wastewater treatment facilities using a biological treatment system comprising: a heat recovery system connected to the heat recovery side of the heat pump so as to recover heat from another heat source different from the discharged water. A heat recovery amount of the heat recovery heat exchanger, and a heat recovery amount determined from a heating amount for obtaining a target heating temperature of the wastewater to be heated by the heating heat exchanger, and Characterized in that it comprises a control unit for determining the heat recovery amount of the serial by heat recovery system.

本発明のヒートポンプシステムは、熱回収用熱交換器にて生物処理後の放流水から熱回収し、この回収熱を熱源として運転されて温熱を出力し、加熱用熱交換器にて生物処理前の排水を加熱する。
ヒートポンプは、加熱用熱交換器にて加熱する排水の目標加熱温度が得られるように運転する。目標加熱温度が決まると、ヒートポンプの温熱出力である加熱量が決まり、この加熱量に対応して所定の比率で必要な熱回収量が決まる。このように、ヒートポンプの温熱出力が決まれば、これに応じた熱回収量が決まるので、加熱する排水の温度や流量が変化すればヒートポンプによる温熱出力も変化し、必要な熱回収量も変化する。
そこで、本発明では、ヒートポンプの熱回収側に、放流水とは別の別熱源から熱回収するように接続された別熱回収系統を設け、放流水以外から熱回収できるようにした。そして、加熱用熱交換器にて加熱する排水の目標加熱温度を得るための加熱量から決まる熱回収量となるように、熱回収用熱交換器の熱回収量と別熱回収系統の熱回収量を決定することとした。これにより、加熱量の変化に熱回収量を追随させることができ、排水の目標加熱温度に応じた適切な熱回収量を得ることができる。
The heat pump system of the present invention recovers heat from the effluent after biological treatment in the heat recovery heat exchanger, operates with this recovered heat as a heat source, outputs warm heat, and before the biological treatment in the heat exchanger for heating. Heat the waste water.
The heat pump is operated so as to obtain a target heating temperature of the waste water heated by the heating heat exchanger. When the target heating temperature is determined, the heating amount that is the thermal output of the heat pump is determined, and the necessary heat recovery amount is determined at a predetermined ratio corresponding to the heating amount. Thus, if the heat output of the heat pump is determined, the amount of heat recovery corresponding to this is determined, so if the temperature or flow rate of the waste water to be heated changes, the heat output by the heat pump also changes, and the required amount of heat recovery also changes. .
Therefore, in the present invention, the heat recovery side of the heat pump is provided with another heat recovery system connected so as to recover heat from another heat source different from the discharged water so that heat can be recovered from other than the discharged water. Then, the heat recovery amount of the heat recovery heat exchanger and the heat recovery of another heat recovery system are set so that the heat recovery amount determined from the heating amount for obtaining the target heating temperature of the waste water heated by the heating heat exchanger is obtained. The amount was decided. Thereby, the heat recovery amount can be made to follow the change in the heating amount, and an appropriate heat recovery amount corresponding to the target heating temperature of the waste water can be obtained.

さらに、本発明の生物処理方式による排水処理設備用ヒートポンプシステムでは、前記別熱回収系統が接続される前記別熱源は、冷熱負荷であることを特徴とする。   Furthermore, in the heat pump system for wastewater treatment facilities according to the biological treatment system of the present invention, the separate heat source to which the separate heat recovery system is connected is a cold load.

別熱源として冷熱負荷を用いることにより、冷熱負荷から熱回収すると同時に冷熱負荷に必要な冷熱を供給することができる。これにより、冷熱負荷に冷熱を与えるための冷凍機の負荷を減少させることができ、冷凍機を含めた全体のシステムの効率が向上する。好ましくは、冷熱負荷から主として熱回収を図り、不足分を放流水から熱回収するように制御する。このような制御を行えば、冷熱負荷用の冷凍機の消費エネルギーを可及的に少なくできるからである。
また、排水処理設備の周囲に適切な冷熱負荷が存在しない場合であっても別熱源を得ることができる点で有利である。
By using a cold load as another heat source, it is possible to recover the heat from the cold load and at the same time supply the necessary cold heat to the cold load. Thereby, the load of the refrigerator for giving cold heat to the cold load can be reduced, and the efficiency of the entire system including the refrigerator is improved. Preferably, control is performed so that heat is mainly recovered from the cold load, and the shortage is recovered from the discharged water. This is because if such control is performed, the energy consumption of the refrigerator for the cold load can be reduced as much as possible.
Further, it is advantageous in that another heat source can be obtained even when there is no appropriate cooling load around the wastewater treatment facility.

さらに、本発明の生物処理方式による排水処理設備用ヒートポンプシステムでは、前記別熱回収系統が接続される前記別熱源は、海水または河川といった未利用の自然流体であることを特徴とする。   Furthermore, in the heat pump system for wastewater treatment facilities according to the biological treatment system of the present invention, the separate heat source to which the separate heat recovery system is connected is an unused natural fluid such as seawater or a river.

別熱源として海水または河川といった未利用の自然流体を用いることにより、本来的に未利用とされた自然エネルギーを利用することができ、エネルギーの有効活用を図ることができる。   By using an unused natural fluid such as seawater or a river as another heat source, it is possible to use natural energy that is originally unused, and to effectively use energy.

また、本発明の生物処理方式による排水処理設備用ヒートポンプシステムは、汚濁物質を微生物によって処理する生物処理槽に流入する排水を加熱する加熱用熱交換器と、前記生物処理槽にて処理された後に放流される放流水から熱回収する熱回収用熱交換器と、前記加熱用熱交換器に対して温熱を供給するとともに、前記熱回収用熱交換器にて吸熱して熱回収するヒートポンプと、を備えた生物処理方式による排水処理設備用ヒートポンプシステムであって、前記ヒートポンプの加熱側には、前記排水とは別の別温熱負荷を加熱するように接続された別加熱系統が設けられ、前記加熱用熱交換器にて加熱する排水の目標加熱温度を得る加熱量を決定した上で、前記熱回収用熱交換器にて熱回収されて冷却された放流水の目標冷却温度を得るための熱回収量から決まる加熱量となるように、前記別加熱系統の加熱量を決定する制御部を備えていることを特徴とする。   In addition, the heat pump system for wastewater treatment equipment according to the biological treatment system of the present invention is processed in the heating heat exchanger that heats the wastewater flowing into the biological treatment tank that treats pollutants with microorganisms, and the biological treatment tank. A heat recovery heat exchanger that recovers heat from the discharged water discharged later, a heat pump that supplies heat to the heating heat exchanger and recovers heat by absorbing heat in the heat recovery heat exchanger; , A heat pump system for wastewater treatment facilities by a biological treatment system equipped with a heating system of the heat pump, provided with a separate heating system connected to heat another heat load different from the wastewater, After determining the heating amount for obtaining the target heating temperature of the waste water heated by the heating heat exchanger, the target cooling temperature of the discharged water cooled and recovered by the heat recovery heat exchanger is obtained. As the heating amount determined from the heat recovery amount of order, characterized in that it comprises a control unit that determines the heating amount of said another heating system.

本発明のヒートポンプシステムは、熱回収用熱交換器にて生物処理後の放流水から熱回収し、この回収熱を熱源として運転されて温熱を出力し、加熱用熱交換器にて生物処理前の排水を加熱する。
ヒートポンプは、加熱用熱交換器にて加熱する排水の目標加熱温度が得られるように運転する。目標加熱温度が決まると、ヒートポンプの温熱出力である加熱量が決まり、この加熱量に対応して所定の比率で必要な熱回収量が決まる。しかし、熱回収用熱交換器にて熱回収して冷却した放流水を所定の目標冷却温度にしたい場合、この目標冷却温度から決まる熱回収量は、上述した加熱量から決まる熱回収量とは異なるものとなる場合が生じる。すなわち、目標加熱温度を得るための加熱量から決まる熱回収量と、目標冷却温度を得るための熱回収量とのアンバランスが生じる。
そこで、本発明では、ヒートポンプの加熱側に、排水とは別の別温熱負荷を加熱するように接続された別加熱系統を設け、排水以外も加熱できるようにした。そして、加熱用熱交換器にて加熱する排水の目標加熱温度を得る加熱量を決定した上で、熱回収用熱交換器にて熱回収されて冷却された放流水の目標冷却温度を得るための熱回収量から決まる加熱量となるように、別加熱系統の加熱量を決定することとした。これにより、ヒートポンプの加熱量(温熱出力)と熱回収量(冷熱出力)とをバランスさせることができ、目標加熱温度に排水を加熱するとともに、目標冷却温度に放流水を冷却することができる。
The heat pump system of the present invention recovers heat from the effluent after biological treatment in the heat recovery heat exchanger, operates with this recovered heat as a heat source, outputs warm heat, and before the biological treatment in the heat exchanger for heating. Heat the waste water.
The heat pump is operated so as to obtain a target heating temperature of the waste water heated by the heating heat exchanger. When the target heating temperature is determined, the heating amount that is the thermal output of the heat pump is determined, and the necessary heat recovery amount is determined at a predetermined ratio corresponding to the heating amount. However, when it is desired to set the effluent water recovered and cooled by the heat recovery heat exchanger to a predetermined target cooling temperature, the heat recovery amount determined from the target cooling temperature is the heat recovery amount determined from the heating amount described above. It may be different. That is, an unbalance occurs between the heat recovery amount determined from the heating amount for obtaining the target heating temperature and the heat recovery amount for obtaining the target cooling temperature.
Therefore, in the present invention, a separate heating system connected so as to heat a separate thermal load different from the waste water is provided on the heating side of the heat pump, so that other than the waste water can be heated. And after determining the heating amount which obtains the target heating temperature of the waste water heated with the heat exchanger for heating, in order to obtain the target cooling temperature of the discharged water cooled and recovered by the heat exchanger for heat recovery The heating amount of the separate heating system was determined so as to be the heating amount determined from the heat recovery amount. Thereby, the heating amount (heat output) and heat recovery amount (cold output) of the heat pump can be balanced, and the waste water can be heated to the target heating temperature and the discharged water can be cooled to the target cooling temperature.

さらに、本発明の生物処理方式による排水処理設備用ヒートポンプシステムでは、前記熱回収用熱交換器にて前記目標冷却温度まで冷却された放流水と熱交換して冷熱を取り出す冷熱用熱交換器を備えていることを特徴とする。   Further, in the heat pump system for wastewater treatment equipment according to the biological treatment system of the present invention, a heat exchanger for cooling heat that extracts heat by exchanging heat with the effluent water cooled to the target cooling temperature by the heat recovery heat exchanger. It is characterized by having.

熱回収用熱交換器にて目標冷却温度まで冷却された放流水と熱交換して冷熱を取り出す冷熱用熱交換器を設けることとしたので、冷熱用熱交換器にて得られた冷熱を他の設備の冷熱として利用することができる。得られた冷熱は、具体的には、圧縮機の冷却水や、冷房空調負荷として利用することができる。   Since we decided to provide a heat exchanger for cooling that takes out the cold energy by exchanging heat with the effluent water cooled to the target cooling temperature in the heat recovery heat exchanger, It can be used as cold energy for equipment. Specifically, the obtained cold energy can be used as cooling water for a compressor or a cooling air conditioning load.

また、本発明の生物処理方式による排水処理設備は、上記のいずれかのヒートポンプシステムと、前記ヒートポンプシステムによって加熱された排水が導かれる生物処理槽とを備えていることを特徴とする。   A wastewater treatment facility according to the biological treatment system of the present invention includes any one of the heat pump systems described above and a biological treatment tank into which wastewater heated by the heat pump system is guided.

上記のヒートポンプシステムを用いることにより、所望の目標加熱温度とされた排水が生物処理槽に供給されるので、安定した生物処理が可能となる。   By using the heat pump system described above, wastewater having a desired target heating temperature is supplied to the biological treatment tank, so that stable biological treatment is possible.

また、本発明の生物処理方式による排水処理設備用ヒートポンプシステムの制御方法は、汚濁物質を微生物によって処理する生物処理槽に流入する排水を加熱する加熱用熱交換器と、前記生物処理槽にて処理された後に放流される放流水から熱回収する熱回収用熱交換器と、前記加熱用熱交換器に対して温熱を供給するとともに、前記熱回収用熱交換器にて吸熱して熱回収するヒートポンプとを備えた生物処理方式による排水処理設備用ヒートポンプシステムの制御方法であって、前記ヒートポンプの熱回収側には、前記放流水とは別の別熱源から熱回収するように接続された別熱回収系統が設けられ、制御部により、前記加熱用熱交換器にて加熱する排水の目標加熱温度を得るための加熱量から決まる熱回収量となるように、前記熱回収用熱交換器の熱回収量および前記別熱回収系統の熱回収量を決定することを特徴とする。   In addition, the control method of the heat treatment system for wastewater treatment equipment according to the biological treatment system of the present invention includes a heating heat exchanger for heating wastewater flowing into a biological treatment tank that treats pollutants with microorganisms, and the biological treatment tank. A heat recovery heat exchanger that recovers heat from the discharged water that is discharged after being treated, and supplies heat to the heating heat exchanger, and absorbs heat in the heat recovery heat exchanger to recover heat A heat pump system for a wastewater treatment facility using a biological treatment system equipped with a heat pump, wherein the heat recovery side of the heat pump is connected to recover heat from a separate heat source different from the discharged water A separate heat recovery system is provided, and the controller recovers the heat recovery amount so that the heat recovery amount is determined from the heating amount for obtaining the target heating temperature of the wastewater heated by the heating heat exchanger. Wherein the heat recovery amount of exchanger and determines the heat recovery amount of the further heat recovery system.

本発明の制御方法に用いるヒートポンプシステムは、熱回収用熱交換器にて生物処理後の放流水から熱回収し、この回収熱を熱源として運転されて温熱を出力し、加熱用熱交換器にて生物処理前の排水を加熱する。
ヒートポンプは、加熱用熱交換器にて加熱する排水の目標加熱温度が得られるように運転する。目標加熱温度が決まると、ヒートポンプの温熱出力である加熱量が決まり、この加熱量に対応して所定の比率で必要な熱回収量が決まる。このように、ヒートポンプの温熱出力が決まれば、これに応じた熱回収量が決まるので、加熱する排水の温度や流量が変化すればヒートポンプによる温熱出力も変化し、必要な熱回収量も変化する。
そこで、本発明では、ヒートポンプの熱回収側に、放流水とは別の別熱源から熱回収するように接続された別熱回収系統を設け、放流水以外から熱回収できるようにした。そして、加熱用熱交換器にて加熱する排水の目標加熱温度を得るための加熱量から決まる熱回収量となるように、熱回収用熱交換器の熱回収量と別熱回収系統の熱回収量を決定することとした。これにより、加熱量の変化に熱回収量を追随させることができ、排水の目標加熱温度に応じた適切な熱回収量を得ることができる。
The heat pump system used in the control method of the present invention recovers heat from the effluent water after biological treatment in the heat recovery heat exchanger, and operates with the recovered heat as a heat source to output warm heat to the heating heat exchanger. Heat the wastewater before biological treatment.
The heat pump is operated so as to obtain a target heating temperature of the waste water heated by the heating heat exchanger. When the target heating temperature is determined, the heating amount that is the thermal output of the heat pump is determined, and the necessary heat recovery amount is determined at a predetermined ratio corresponding to the heating amount. Thus, if the heat output of the heat pump is determined, the amount of heat recovery corresponding to this is determined, so if the temperature or flow rate of the waste water to be heated changes, the heat output by the heat pump also changes, and the required amount of heat recovery also changes. .
Therefore, in the present invention, the heat recovery side of the heat pump is provided with another heat recovery system connected so as to recover heat from another heat source different from the discharged water so that heat can be recovered from other than the discharged water. Then, the heat recovery amount of the heat recovery heat exchanger and the heat recovery of another heat recovery system are set so that the heat recovery amount determined from the heating amount for obtaining the target heating temperature of the waste water heated by the heating heat exchanger is obtained. The amount was decided. Thereby, the heat recovery amount can be made to follow the change in the heating amount, and an appropriate heat recovery amount corresponding to the target heating temperature of the waste water can be obtained.

また、本発明の生物処理方式による排水処理設備用ヒートポンプシステムの制御方法は、汚濁物質を微生物によって処理する生物処理槽に流入する排水を加熱する加熱用熱交換器と、前記生物処理槽にて処理された後に放流される放流水から熱回収する熱回収用熱交換器と、前記加熱用熱交換器に対して温熱を供給するとともに、前記熱回収用熱交換器にて吸熱して熱回収するヒートポンプとを備えた生物処理方式による排水処理設備用ヒートポンプシステムの制御方法であって、前記ヒートポンプの加熱側には、前記排水とは別の別温熱負荷を加熱するように接続された別加熱系統が設けられ、前記加熱用熱交換器にて加熱する排水の目標加熱温度を得る加熱量を決定した上で、前記熱回収用熱交換器にて熱回収されて冷却された放流水の目標冷却温度を得るための熱回収量から決まる加熱量となるように、前記別加熱系統の加熱量を決定する制御部を備えていることを特徴とする。   In addition, the control method of the heat treatment system for wastewater treatment equipment according to the biological treatment system of the present invention includes a heating heat exchanger for heating wastewater flowing into a biological treatment tank that treats pollutants with microorganisms, and the biological treatment tank. A heat recovery heat exchanger that recovers heat from the discharged water that is discharged after being treated, and supplies heat to the heating heat exchanger, and absorbs heat in the heat recovery heat exchanger to recover heat A heat pump system for a wastewater treatment facility using a biological treatment system equipped with a heat pump that is connected to the heating side of the heat pump so as to heat another heat load different from the wastewater. A system is provided, and after determining a heating amount for obtaining a target heating temperature of the waste water heated by the heating heat exchanger, the effluent water cooled and recovered by the heat recovery heat exchanger So that the heating amount determined from the heat recovery amount for obtaining a target cooling temperature, characterized in that it comprises a control unit that determines the heating amount of said another heating system.

本発明の制御方法に用いるヒートポンプシステムは、熱回収用熱交換器にて生物処理後の放流水から熱回収し、この回収熱を熱源として運転されて温熱を出力し、加熱用熱交換器にて生物処理前の排水を加熱する。
ヒートポンプは、加熱用熱交換器にて加熱する排水の目標加熱温度が得られるように運転する。目標加熱温度が決まると、ヒートポンプの温熱出力である加熱量が決まり、この加熱量に対応して所定の比率で必要な熱回収量が決まる。しかし、熱回収用熱交換器にて熱回収して冷却した放流水を所定の目標冷却温度にしたい場合、この目標冷却温度から決まる熱回収量は、上述した加熱量から決まる熱回収量とは異なるものとなる場合が生じる。すなわち、目標加熱温度を得るための加熱量から決まる熱回収量と、目標冷却温度を得るための熱回収量とのアンバランスが生じる。
そこで、本発明では、ヒートポンプの加熱側に、排水とは別の別温熱負荷を加熱するように接続された別加熱系統を設け、排水以外も加熱できるようにした。そして、加熱用熱交換器にて加熱する排水の目標加熱温度を得る加熱量を決定した上で、熱回収用熱交換器にて熱回収されて冷却された放流水の目標冷却温度を得るための熱回収量から決まる加熱量となるように、別加熱系統の加熱量を決定することとした。これにより、ヒートポンプの加熱量(温熱出力)と熱回収量(冷熱出力)とをバランスさせることができ、目標加熱温度に排水を加熱するとともに、目標冷却温度に放流水を冷却することができる。
The heat pump system used in the control method of the present invention recovers heat from the effluent water after biological treatment in the heat recovery heat exchanger, and operates with the recovered heat as a heat source to output warm heat to the heating heat exchanger. Heat the wastewater before biological treatment.
The heat pump is operated so as to obtain a target heating temperature of the waste water heated by the heating heat exchanger. When the target heating temperature is determined, the heating amount that is the thermal output of the heat pump is determined, and the necessary heat recovery amount is determined at a predetermined ratio corresponding to the heating amount. However, when it is desired to set the effluent water recovered and cooled by the heat recovery heat exchanger to a predetermined target cooling temperature, the heat recovery amount determined from the target cooling temperature is the heat recovery amount determined from the heating amount described above. It may be different. That is, an unbalance occurs between the heat recovery amount determined from the heating amount for obtaining the target heating temperature and the heat recovery amount for obtaining the target cooling temperature.
Therefore, in the present invention, a separate heating system connected so as to heat a separate thermal load different from the waste water is provided on the heating side of the heat pump, so that other than the waste water can be heated. And after determining the heating amount which obtains the target heating temperature of the waste water heated with the heat exchanger for heating, in order to obtain the target cooling temperature of the discharged water cooled and recovered by the heat exchanger for heat recovery The heating amount of the separate heating system was determined so as to be the heating amount determined from the heat recovery amount. Thereby, the heating amount (heat output) and heat recovery amount (cold output) of the heat pump can be balanced, and the waste water can be heated to the target heating temperature and the discharged water can be cooled to the target cooling temperature.

本発明によれば、ヒートポンプの熱回収側に、放流水とは別の別熱源から熱回収するように接続された別熱回収系統を設け、放流水以外から熱回収できるようにして、加熱用熱交換器にて加熱する排水の目標加熱温度から決まる熱回収量となるように、熱回収用熱交換器の熱回収量と別熱回収系統の熱回収量を決定することとしたので、加熱量の変化に熱回収量を追随させることにより、排水の目標加熱温度を安定的に維持することができる。   According to the present invention, the heat recovery side of the heat pump is provided with another heat recovery system connected so as to recover heat from another heat source different from the discharged water, so that heat can be recovered from other than the discharged water. Because the heat recovery amount of the heat exchanger for heat recovery and the heat recovery amount of the separate heat recovery system are determined so that the heat recovery amount is determined from the target heating temperature of the waste water heated by the heat exchanger. By making the heat recovery amount follow the change in the amount, the target heating temperature of the wastewater can be stably maintained.

また、ヒートポンプの加熱側に、排水とは別の別温熱負荷を加熱するように接続された別加熱系統を設け、排水以外も加熱できるようにして、加熱用熱交換器にて加熱する排水の目標加熱温度を得る加熱量を決定した上で、熱回収用熱交換器にて熱回収されて冷却された放流水の目標冷却温度から決まる加熱量となるように、別加熱系統の加熱量を決定することとしたので、ヒートポンプの加熱量(温熱出力)と熱回収量(冷熱出力)とをバランスさせることにより、排水の目標加熱温度および放流水の目標冷却温度を安定的に維持することができる。   Also, on the heating side of the heat pump, a separate heating system connected to heat a separate thermal load different from the waste water is provided so that other than the waste water can be heated, so that the waste water heated by the heating heat exchanger can be heated. After determining the heating amount to obtain the target heating temperature, the heating amount of the separate heating system is set so that the heating amount is determined from the target cooling temperature of the effluent water recovered and cooled by the heat recovery heat exchanger. Since it was decided, the target heating temperature of the waste water and the target cooling temperature of the discharged water can be stably maintained by balancing the heating amount (heat output) and heat recovery amount (cold output) of the heat pump. it can.

本発明の第1実施形態にかかる排水処理設備を示した概略構成図である。It is the schematic block diagram which showed the waste water treatment facility concerning 1st Embodiment of this invention. 図1のヒートポンプの制御を示した制御ブロック図である。It is the control block diagram which showed control of the heat pump of FIG. 本発明の第2実施形態にかかる排水処理設備を示した概略構成図である。It is the schematic block diagram which showed the waste water treatment facility concerning 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態にかかる排水処理設備を示した概略構成図である。It is the schematic block diagram which showed the waste water treatment facility concerning 3rd Embodiment of this invention. 従来のボイラを用いた排水処理設備を示した概略構成図である。It is the schematic block diagram which showed the waste water treatment facility using the conventional boiler. 従来のヒートポンプを用いた排水処理設備を示した概略構成図である。It is the schematic block diagram which showed the waste water treatment facility using the conventional heat pump.

以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態について、図1及び図2を用いて説明する。
図1には、本実施形態にかかる生物処理方式による排水処理設備1Aが示されている。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
FIG. 1 shows a wastewater treatment facility 1A using a biological treatment system according to the present embodiment.

排水処理設備1Aは、流入排水を加熱する加熱用熱交換器3と、微生物によって排水中の汚濁物質(有機物)を分解する生物処理槽5と、生物処理槽5によって処理された排水を貯留して汚泥を沈殿させる沈殿槽7と、沈殿槽7にて汚泥を取り除いた後の放流水を貯留する放流ピット9とを備えている。また、沈殿槽7と放流ピット9との間には、沈殿槽7からの放流水から熱回収する熱回収用熱交換器11が設けられている。   The wastewater treatment facility 1 </ b> A stores the heat exchanger 3 for heating the inflowing wastewater, the biological treatment tank 5 for decomposing pollutants (organic substances) in the wastewater by microorganisms, and the wastewater treated by the biological treatment tank 5. A settling tank 7 for precipitating sludge and a discharge pit 9 for storing the discharged water after removing the sludge in the settling tank 7. In addition, a heat recovery heat exchanger 11 that recovers heat from the discharged water from the settling tank 7 is provided between the settling tank 7 and the discharge pit 9.

加熱用熱交換器3は、流入排水と、後述するヒートポンプ13によって加熱された温水とを熱交換させるものである。加熱用熱交換器3は、温水用伝熱管3aを備えており、この温水用伝熱管3aの内部を通過する温水と、温水用伝熱管3aの外面に接して流れる排水とが熱交換を行う。   The heating heat exchanger 3 exchanges heat between the inflow waste water and hot water heated by the heat pump 13 described later. The heating heat exchanger 3 includes a hot water heat transfer tube 3a, and warm water passing through the hot water heat transfer tube 3a and waste water flowing in contact with the outer surface of the hot water heat transfer tube 3a exchange heat. .

生物処理槽5は、有酸素下で活動する好気性菌、又は、無酸素下または殆ど酸素がない条件で活動する嫌気性菌といった微生物によって排水中の汚濁物質を分解する。生物処理槽5内は、好気性菌または嫌気性菌に必要とされる酸素濃度に維持されている。また、好気性菌や嫌気性菌といった微生物の活動に適した温度に維持されている。この温度は、後述するように、ヒートポンプ13によって加熱用熱交換器3にて排水を加熱することによって得られる。   The biological treatment tank 5 decomposes pollutants in the wastewater by microorganisms such as aerobic bacteria that are active under aerobic conditions or anaerobic bacteria that are active under anoxic or almost no oxygen. The inside of the biological treatment tank 5 is maintained at an oxygen concentration required for aerobic bacteria or anaerobic bacteria. Moreover, it is maintained at a temperature suitable for the activity of microorganisms such as aerobic bacteria and anaerobic bacteria. As will be described later, this temperature is obtained by heating the wastewater in the heat exchanger 3 for heating by the heat pump 13.

沈殿槽7は、生物処理槽5によって処理された排水を貯留して汚泥を沈殿させる。沈殿された汚泥は、下方から引き抜かれて系外へ排出する。沈殿槽7の上方に存在する水分は、放流水として、熱回収用熱交換器11へと導かれる。
なお、本実施形態を含む本発明では、沈殿槽7で処理される前のものを排水といい、沈殿槽7で処理されたものを放流水という。
The sedimentation tank 7 stores the wastewater treated by the biological treatment tank 5 and precipitates sludge. The precipitated sludge is pulled out from below and discharged out of the system. The water present above the settling tank 7 is led to the heat recovery heat exchanger 11 as discharge water.
In addition, in this invention including this embodiment, the thing before processing with the sedimentation tank 7 is called drainage, and what was processed with the sedimentation tank 7 is called discharge water.

熱回収用熱交換器11は、沈殿槽7から導かれた放流水と、後述するヒートポンプ13によって冷却された冷水とを熱交換させるものである。熱回収用熱交換器11は、冷水用伝熱管11aを備えており、この冷水用伝熱管11aの内部を通過する冷水と、冷水用伝熱管11aの外面に接して流れる放流水とが熱交換を行う。   The heat recovery heat exchanger 11 exchanges heat between the discharged water guided from the settling tank 7 and cold water cooled by the heat pump 13 described later. The heat recovery heat exchanger 11 includes a cold water heat transfer tube 11a, and the cold water passing through the inside of the cold water heat transfer tube 11a and the discharged water flowing in contact with the outer surface of the cold water heat transfer tube 11a exchange heat. I do.

放流ピット9は、熱回収用熱交換器11にて熱回収されて冷却された後の放流水を一時的に貯留するものである。放流ピット9から流出した放流水は、河川や海へと放流される。   The discharge pit 9 temporarily stores the discharged water after being recovered by the heat recovery heat exchanger 11 and cooled. The discharged water that has flowed out of the discharge pit 9 is discharged into a river or the sea.

加熱用熱交換器3と熱回収用熱交換器11との間には、これら熱交換器3,11と熱の授受を行うヒートポンプ13が設けられている。このヒートポンプ13によって、熱回収用熱交換器11にて熱回収し、加熱用熱交換器3へ温熱を出力する。
ヒートポンプ13は、ターボ冷凍機とされている。ターボ冷凍機は、図示しないが、冷媒を圧縮するターボ圧縮機と、ターボ圧縮機によって圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、凝縮された液冷媒を膨張させる膨張弁と、膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器とを備えている。
なお、ヒートポンプ13としては、典型的には、本実施形態のようにターボ圧縮機を用いたターボ冷凍機が挙げられるが、スクリュー式やスクロール式の圧縮機を用いた他の蒸気圧縮式のヒートポンプでもよく、また、吸収式冷凍機や吸着式冷凍機等の他の形式であってもよい。
Between the heat exchanger 3 for heating and the heat exchanger 11 for heat recovery, a heat pump 13 is provided that exchanges heat with the heat exchangers 3 and 11. With this heat pump 13, heat is recovered by the heat recovery heat exchanger 11, and the heat is output to the heating heat exchanger 3.
The heat pump 13 is a turbo refrigerator. Although not shown, the turbo refrigerator includes a turbo compressor that compresses the refrigerant, a condenser that condenses the refrigerant compressed by the turbo compressor, an expansion valve that expands the condensed liquid refrigerant, and an expanded refrigerant. And an evaporator for evaporating.
The heat pump 13 typically includes a turbo refrigerator using a turbo compressor as in the present embodiment, but other vapor compression heat pumps using a screw type or scroll type compressor. Alternatively, other types such as an absorption refrigerator and an adsorption refrigerator may be used.

冷媒が凝縮器にて凝縮する際に放熱する凝縮熱によって、温水入口ノズル13aから流入する温水を加熱する。加熱された温水は、温水出口ノズル13bから流出し、温水往配管17を通り、加熱用熱交換器3内に設置された温水用伝熱管3aへと導かれる。温水用伝熱管3aの下流側には温水還配管19が接続されており、熱交換後の温水を温水入口ノズル13aへと返送する。温水還配管19には、温水ポンプ15が設けられており、これにより、温水がヒートポンプ13と加熱用熱交換器3との間で循環するようになっている。   The hot water flowing from the hot water inlet nozzle 13a is heated by the condensation heat that dissipates heat when the refrigerant condenses in the condenser. The heated warm water flows out from the warm water outlet nozzle 13 b, passes through the warm water forward pipe 17, and is led to the warm water heat transfer tube 3 a installed in the heating heat exchanger 3. A warm water return pipe 19 is connected to the downstream side of the heat transfer pipe 3a for warm water, and the warm water after heat exchange is returned to the warm water inlet nozzle 13a. The warm water return pipe 19 is provided with a warm water pump 15, whereby the warm water is circulated between the heat pump 13 and the heating heat exchanger 3.

温水往配管17と温水還配管19との間には、温水バイパス配管21及び温水バイパス弁23が設けられている。温水バイパス弁23は、制御部30によって、その開度が調整されるようになっている。温水バイパス弁23の開度を調整してヒートポンプ13からの温水の一部を加熱用熱交換器3からバイパスさせて温水還配管19へと流すことによって、加熱用熱交換器3によって加熱される排水の目標加熱温度が調整されるようになっている。   A warm water bypass pipe 21 and a warm water bypass valve 23 are provided between the warm water forward pipe 17 and the warm water return pipe 19. The opening degree of the hot water bypass valve 23 is adjusted by the control unit 30. The heating heat exchanger 3 is heated by adjusting the opening degree of the hot water bypass valve 23 and bypassing a part of the hot water from the heat pump 13 from the heating heat exchanger 3 and flowing it to the hot water return pipe 19. The target heating temperature of drainage is adjusted.

冷媒が蒸発器にて蒸発する際に吸熱する蒸発熱によって、冷水入口ノズル13cから流入する冷水を冷却する。冷却された冷水は、冷水出口ノズル13dから流出し、冷水往配管25を通り、熱回収用熱交換器11内に設置された冷水用伝熱管11aへと導かれる。冷水用伝熱管11aの下流側には冷水還配管27が接続されており、熱交換後の冷水を冷水入口ノズル13cへと返送する。冷水還配管27には、冷水ポンプ29が設けられており、これにより、冷水がヒートポンプ13と熱回収用熱交換器11との間で循環するようになっている。   The cold water flowing from the cold water inlet nozzle 13c is cooled by the evaporation heat that absorbs heat when the refrigerant evaporates in the evaporator. The cooled cold water flows out from the cold water outlet nozzle 13d, passes through the cold water forward pipe 25, and is led to the cold water heat transfer tube 11a installed in the heat recovery heat exchanger 11. A chilled water return pipe 27 is connected to the downstream side of the chilled water heat transfer pipe 11a, and the chilled water after heat exchange is returned to the chilled water inlet nozzle 13c. The cold water return pipe 27 is provided with a cold water pump 29, whereby the cold water is circulated between the heat pump 13 and the heat recovery heat exchanger 11.

冷水往配管25には、冷水を冷熱負荷33へと導くための冷水三方弁31が設けられている。冷水三方弁31は、制御部30によって、その開度が調整されるようになっている。冷水三方弁31の開度を調整することによって、ヒートポンプ13から導かれた冷水を、熱回収用熱交換器11側と、冷熱負荷33側とに分配する。冷水三方弁31によって冷熱負荷33側に分岐された冷水は、冷熱負荷往配管35を通り、冷水往ヘッダ37へと導かれる。また、冷水三方弁31は、三方弁の代わりに、通常の制御弁(二方弁)を2つ組合せて構成したものでもよい。
冷熱負荷33は、例えば冷房用空調や、圧縮機の冷却水とされており、冷水往ヘッダ37から導かれた冷水によって冷熱を得る。冷熱負荷33に冷熱を与えた後の冷水は、冷水還ヘッダ39へと導かれる。冷熱往ヘッダ37及び冷熱還ヘッダ39は、別途設けられた冷熱出力用の熱源機(冷凍機)41と接続されており、これらの間で冷水ポンプ43によって冷水が循環するようになっている。
冷水還ヘッダ39には、冷熱負荷還配管45が接続されており、この冷熱負荷還配管45を通って冷水が冷水還配管27に合流してヒートポンプ13側へと導かれる。
The cold water forward pipe 25 is provided with a cold water three-way valve 31 for guiding the cold water to the cold load 33. The opening degree of the cold water three-way valve 31 is adjusted by the control unit 30. By adjusting the opening degree of the cold water three-way valve 31, the cold water guided from the heat pump 13 is distributed to the heat recovery heat exchanger 11 side and the cold load 33 side. The cold water branched to the cold load 33 side by the cold water three-way valve 31 passes through the cold load forward pipe 35 and is guided to the cold water forward header 37. The cold water three-way valve 31 may be configured by combining two normal control valves (two-way valves) instead of the three-way valve.
The cooling load 33 is, for example, air conditioning for cooling or cooling water of a compressor, and obtains cooling heat by the cooling water led from the cooling water flow header 37. The cold water after the cold heat is applied to the cold load 33 is guided to the cold water return header 39. The cold heat header 37 and the cold heat return header 39 are connected to a heat source machine (refrigerator) 41 for cold output provided separately, and cold water is circulated by the cold water pump 43 therebetween.
A cold load return pipe 45 is connected to the cold water return header 39, and the cold water joins the cold water return pipe 27 through the cold load return pipe 45 and is guided to the heat pump 13 side.

このように、冷熱負荷33へと冷水を供給して回収する系統、すなわち冷熱負荷往配管35及び冷熱負荷還配管45は、熱回収用熱交換器11によって排水から熱回収する系統とは別の別熱回収系統とされている。   Thus, the system for supplying and recovering cold water to the cold load 33, that is, the cold load forward pipe 35 and the cold load return pipe 45 are different from the system for recovering heat from the wastewater by the heat recovery heat exchanger 11. It is a separate heat recovery system.

制御部30は、各種の入力データに基づいて、流入排水を目標加熱温度まで加熱する制御を行う。制御部30には、加熱用熱交換器3によって加熱される前の流入排水温度Ti及び流入排水流量Fiと、沈殿槽7から流出され熱回収用熱交換器11へ流入する前の放流水温度Toと、冷熱負荷還配管45を通り冷水還配管27へ合流する前の冷水温度(別熱源温度)T1と、例えばヒートポンプ温水出入口温度、冷水出入口温度等のヒートポンプ13の計測諸値が入力される。そして、制御部30は、排水の目標加熱温度が得られるようにヒートポンプ13の温水出口温度(温水出口ノズル13bから流出する温水温度)の設定を行うと共に、温水バイパス弁23及び冷水三方弁31の開度を制御する。   The control part 30 performs control which heats inflow wastewater to target heating temperature based on various input data. The control unit 30 includes an inflow drainage temperature Ti and an inflow drainage flow rate Fi before being heated by the heating heat exchanger 3, and a discharge water temperature before flowing out from the settling tank 7 and into the heat recovery heat exchanger 11. To, the cold water temperature (separate heat source temperature) T1 before joining the cold water return pipe 27 through the cold load return pipe 45, and various measurement values of the heat pump 13 such as the heat pump hot water inlet / outlet temperature and the cold water inlet / outlet temperature are input. . The control unit 30 sets the hot water outlet temperature of the heat pump 13 (the temperature of the hot water flowing out from the hot water outlet nozzle 13b) so that the target heating temperature of the waste water is obtained, and the hot water bypass valve 23 and the cold water three-way valve 31 are set. Control the opening.

図2には、制御部30の具体的構成が示されている。同図に示すように、制御部30は、ターボ冷凍機の凝縮器を冷却する冷却水温度に応じた出力や効率等のヒートポンプ13の諸特性が記録された記憶部51と、所定の演算を行う演算部53と、演算部53で得られた結果に基づき、温水バイパス弁23及び冷水三方弁31に開度指令値を出力するとともに、温水出口設定温度をヒートポンプ13に出力する制御指示部55とを備えている。   FIG. 2 shows a specific configuration of the control unit 30. As shown in the figure, the control unit 30 performs a predetermined calculation with a storage unit 51 in which various characteristics of the heat pump 13 such as output and efficiency according to the cooling water temperature for cooling the condenser of the centrifugal chiller are recorded. Based on the result obtained by the calculation part 53 and the calculation part 53 to perform, the control instruction | indication part 55 which outputs an opening degree command value to the hot water bypass valve 23 and the cold water three-way valve 31, and outputs a warm water outlet preset temperature to the heat pump 13 And.

演算部53では、記憶部51に格納されたデータと、上述した各入力値に基づいて所定の演算を行う。具体的には、必要熱量計算、必要冷却(熱回収)量計算、ヒートポンプ熱出力計算、ヒートポンプ冷却出力計算等が行われる。
必要熱量計算は、流入排水温度Ti及び流入排水流量Fiと、排水の目標加熱温度とを用いて行われる。排水の目標加熱温度は、生物処理槽5での適温を維持するために必要な温度として設定される。
必要冷却(熱回収)量計算は、必要熱量計算によって得られた必要熱量を得るために必要な熱回収量を得るために行われ、記憶部51に格納されたヒートポンプの諸特性および演算部53に入力されるヒートポンプの計測諸値に基づいて行われる。
ヒートポンプ熱出力計算は、必要熱量計算によって得られた必要熱量を出力するためのヒートポンプの熱出力の計算を行う。
ヒートポンプ冷却出力計算は、ヒートポンプ熱出力計算によって得られたヒートポンプ熱出力を得るために必要な熱回収量に相当するヒートポンプ冷却出力(冷熱出力)を計算する。
これらの計算の結果に基づき、温水バイパス弁23の開度や、ヒートポンプ温水出口設定温度が得られる。
また、演算部53では、沈殿槽7から流出され熱回収用熱交換器11へ流入する前の放流水温度Toと、冷熱負荷還配管45を通り冷水還配管27へ合流する前の冷水温度(別熱源温度)T1とに基づいて、熱回収用熱交換器11側と冷熱負荷33側との冷水分配量を計算する。この計算結果に基づいて、冷水三方弁31の開度が決定される。
The calculation unit 53 performs a predetermined calculation based on the data stored in the storage unit 51 and each input value described above. Specifically, necessary heat amount calculation, necessary cooling (heat recovery) amount calculation, heat pump heat output calculation, heat pump cooling output calculation, and the like are performed.
The required heat quantity calculation is performed using the inflow / drainage temperature Ti, the inflow / drainage flow rate Fi, and the target heating temperature of the wastewater. The target heating temperature of the waste water is set as a temperature necessary for maintaining an appropriate temperature in the biological treatment tank 5.
The required cooling (heat recovery) amount calculation is performed to obtain the heat recovery amount necessary for obtaining the necessary heat amount obtained by the required heat amount calculation, and various characteristics of the heat pump stored in the storage unit 51 and the calculation unit 53. It is performed based on the measurement values of the heat pump input to.
In the heat pump heat output calculation, the heat output of the heat pump for outputting the necessary heat amount obtained by the necessary heat amount calculation is calculated.
In the heat pump cooling output calculation, a heat pump cooling output (cold output) corresponding to a heat recovery amount necessary for obtaining the heat pump heat output obtained by the heat pump heat output calculation is calculated.
Based on the results of these calculations, the opening degree of the hot water bypass valve 23 and the heat pump hot water outlet set temperature are obtained.
Moreover, in the calculating part 53, the effluent water temperature To before flowing out from the sedimentation tank 7 and flowing into the heat recovery heat exchanger 11 and the chilled water temperature before joining the chilled water return pipe 27 through the cold load return pipe 45 ( Based on the separate heat source temperature T1, the cold water distribution amount between the heat recovery heat exchanger 11 side and the cold load 33 side is calculated. Based on the calculation result, the opening degree of the cold water three-way valve 31 is determined.

次に、上記構成の排水処理設備1Aの運用方法について説明する。
流入排水は、加熱用熱交換器3へ導かれ、この加熱用熱交換器3にて、ヒートポンプ13から供給される温水によって、生物処理槽5内の微生物が活動する所望温度となるように目標加熱温度まで加熱される。このとき、ヒートポンプ13は、制御部30からの指令に基づいて、目標加熱温度が得られる加熱量(温熱出力)を出力する。すなわち、ヒートポンプ13の温熱出力は、流入排水温度Ti及び流入排水流量Fiに応じた加熱量を出力するように制御される。また、制御部30は、温水バイパス弁23の開度を調整することによって、加熱用熱交換器3へ導く温水の温度を制御する。具体的には、温水温度を高くする場合には温水バイパス弁23の開度を絞り多くの温水を加熱用熱交換器3へと流し、温水温度を低くする場合には温水バイパス弁23の開度を大きくして温水のバイパス量を増大させ、加熱用熱交換器3へと導かれる温水の流量を減少させる。
Next, an operation method of the wastewater treatment facility 1A having the above configuration will be described.
The inflow wastewater is guided to the heat exchanger 3 for heating, and the target temperature is set so that the microorganisms in the biological treatment tank 5 are activated by the hot water supplied from the heat pump 13 in the heat exchanger 3 for heating. Heated to heating temperature. At this time, the heat pump 13 outputs a heating amount (heat output) that provides a target heating temperature based on a command from the control unit 30. That is, the heat output of the heat pump 13 is controlled so as to output a heating amount corresponding to the inflow / drainage temperature Ti and the inflow / drainage flow rate Fi. Further, the control unit 30 controls the temperature of the hot water led to the heating heat exchanger 3 by adjusting the opening degree of the hot water bypass valve 23. Specifically, when the hot water temperature is increased, the opening degree of the hot water bypass valve 23 is reduced, and a large amount of hot water is allowed to flow to the heating heat exchanger 3, and when the hot water temperature is decreased, the hot water bypass valve 23 is opened. The degree of bypass is increased to increase the amount of bypass of hot water, and the flow rate of hot water led to the heat exchanger 3 for heating is decreased.

加熱用熱交換器3によって加熱された排水は、生物処理槽5へと導かれ、この生物処理槽105内にて活動する微生物によって汚濁物質が分解される。生物処理を終えた排水は沈殿槽107へと導かれ、沈殿された汚泥が除去される。
汚泥が除去された後の排水は、熱回収用熱交換器11へと導かれ、ヒートポンプ13から導かれる冷水によって冷却されて熱回収される。
The waste water heated by the heating heat exchanger 3 is guided to the biological treatment tank 5, and the pollutant is decomposed by the microorganisms active in the biological treatment tank 105. The wastewater that has undergone the biological treatment is guided to the settling tank 107, and the precipitated sludge is removed.
The waste water from which the sludge has been removed is guided to the heat recovery heat exchanger 11, cooled by the cold water guided from the heat pump 13, and recovered.

本実施形態の熱回収は、放流水が流れる熱回収用熱交換器11からも行われるが、主として冷熱負荷33で行われる。すなわち、冷水三方弁31によって分岐された冷水が冷熱負荷往配管35を通って冷熱負荷33へ導かれ、冷熱負荷還配管45を通ってヒートポンプ13へと返送される別熱回収系統によって熱回収が主として行われる。熱回収用熱交換器11側と冷熱負荷33側への冷水の分配は、制御部30によって制御される冷水三方弁31の開度調整によって行われる。具体的には、沈殿槽7から流出され熱回収用熱交換器11へ流入する前の放流水温度Toと、冷熱負荷還配管45を通り冷水還配管27へ合流する前の冷水温度(別熱源温度)T1とに基づいて行われる。この計算は、ヒートポンプ13が出力する必要温熱出力(必要加熱量)に対応したヒートポンプ13の必要熱回収量(必要冷熱出力)を賄うように、主として冷熱負荷33から熱回収し、不足分を熱回収用熱交換器11から熱回収するように行われる。これにより、冷熱出力用の熱源機41の消費エネルギーを最小に抑えるように運転することができる。   The heat recovery according to the present embodiment is also performed mainly from the cold load 33, although it is also performed from the heat recovery heat exchanger 11 through which discharged water flows. That is, the chilled water branched by the chilled water three-way valve 31 is led to the chilled load 33 through the chilled load outgoing pipe 35, and is recovered by a separate heat recovery system that is returned to the heat pump 13 through the chilled load return pipe 45. Mainly done. The distribution of the cold water to the heat recovery heat exchanger 11 side and the cold load 33 side is performed by adjusting the opening degree of the cold water three-way valve 31 controlled by the control unit 30. Specifically, the discharge water temperature To before flowing out from the settling tank 7 and flowing into the heat recovery heat exchanger 11 and the cold water temperature before joining the cold water return pipe 27 through the cold load return pipe 45 (another heat source) (Temperature) T1. This calculation mainly recovers heat from the cold load 33 so as to cover the necessary heat recovery amount (necessary cooling output) of the heat pump 13 corresponding to the necessary thermal output (necessary heating amount) output by the heat pump 13, and heats the shortage. The heat is recovered from the recovery heat exchanger 11. Thereby, it can drive | operate so that the energy consumption of the heat-source equipment 41 for cold-heat output may be suppressed to the minimum.

熱回収用熱交換器11にて熱回収されて冷却された後の放流水は、放流ピット9へと導かれ、河川や海へと放流される。   The discharged water after the heat is recovered and cooled by the heat recovery heat exchanger 11 is guided to the discharge pit 9 and discharged to the river and the sea.

以上の通り、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
ヒートポンプ13の熱回収側に、放流水とは別の別熱源である冷熱負荷33から熱回収するように接続された別熱回収系統(冷熱負荷往配管35及び冷熱還配管45)を設け、放流水以外から熱回収できるようにした。そして、加熱用熱交換器3にて加熱する排水の目標加熱温度から決まる熱回収量となるように、熱回収用熱交換器11の熱回収量と冷熱負荷33側の別熱回収系統の熱回収量を決定することとした。これにより、加熱量の変化に熱回収量を追随させることができ、排水の目標加熱温度に応じた適切な熱回収量を得ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the following operational effects are obtained.
On the heat recovery side of the heat pump 13, a separate heat recovery system (cold load forward pipe 35 and cold return pipe 45) connected so as to recover heat from the cold load 33, which is a separate heat source different from the discharged water, is provided and discharged. Heat recovery was possible from other than water. Then, the heat recovery amount of the heat recovery heat exchanger 11 and the heat of the separate heat recovery system on the cold load 33 side are set so that the heat recovery amount determined from the target heating temperature of the waste water heated by the heating heat exchanger 3 is obtained. The recovery amount was decided. Thereby, the heat recovery amount can be made to follow the change in the heating amount, and an appropriate heat recovery amount corresponding to the target heating temperature of the waste water can be obtained.

また、別熱源として冷熱負荷33を用いることにより、冷熱負荷33から熱回収すると同時に冷熱負荷33に必要な冷熱を供給することができる。これにより、冷熱負荷に冷熱を与えるための熱源機41の負荷を減少させることができ、熱源機41を含めた全体のシステムの効率が向上する。さらに、冷熱負荷33から主として熱回収を図り、不足分を放流水から熱回収するようにしたので、熱源機41の消費エネルギーを最小にすることができる。   In addition, by using the cooling load 33 as another heat source, it is possible to recover the heat from the cooling load 33 and at the same time supply necessary cooling heat to the cooling load 33. Thereby, the load of the heat source device 41 for giving cold heat to the cold heat load can be reduced, and the efficiency of the entire system including the heat source device 41 is improved. Furthermore, since heat recovery is mainly performed from the cold load 33 and the shortage is recovered from the discharged water, the energy consumption of the heat source unit 41 can be minimized.

[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について、図3を用いて説明する。
本実施形態は、第1実施形態では別熱源として冷熱負荷33(図1参照)を用いていたのに対し、河川や海水といった未利用エネルギーを別熱源として用いる点で異なる。したがって、その他の点については同様なので、同一符号を付しその説明を省略する。
図3に示されているように、排水処理設備1Bは、河川や海といった自然の未利用エネルギーを熱源とするように、冷水三方弁31に接続された別熱源往配管36と、河川等から熱回収した冷水を返送する別熱源還配管46とを備えている。冷水三方弁31の開度は、制御部30によって制御され、必要熱回収量が得られるように、熱回収用熱交換器11側及び河川側に冷水を分配する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The present embodiment differs from the first embodiment in that the cold load 33 (see FIG. 1) is used as a separate heat source, whereas unused energy such as rivers and seawater is used as a separate heat source. Accordingly, since the other points are the same, the same reference numerals are given and the description thereof is omitted.
As shown in FIG. 3, the wastewater treatment facility 1 </ b> B is connected to a separate heat source forward pipe 36 connected to the cold water three-way valve 31 and a river or the like so as to use natural unused energy such as a river or the sea as a heat source. And a separate heat source return pipe 46 for returning the recovered cold water. The opening degree of the chilled water three-way valve 31 is controlled by the control unit 30 and distributes the chilled water to the heat recovery heat exchanger 11 side and the river side so that the necessary heat recovery amount can be obtained.

このように、本実施形態では、第1実施形態と同様に、別熱源から熱回収する構成とされているので、流入排水の加熱量の変化に熱回収量を追随させることができ、排水の目標加熱温度に応じた適切な熱回収量を得ることができる。
また、河川等の本来的に未利用とされた自然エネルギーを利用することができるので、エネルギーの有効活用を図ることができる。
また、排水処理設備1Bの周囲に適切な冷熱負荷33が存在しない場合であっても別熱源を得ることができる点で有利である。
As described above, in this embodiment, as in the first embodiment, the heat recovery is performed from another heat source. Therefore, the heat recovery amount can be made to follow the change in the heating amount of the influent wastewater, An appropriate heat recovery amount according to the target heating temperature can be obtained.
In addition, since natural energy that is originally unused such as rivers can be used, energy can be effectively used.
Further, it is advantageous in that a separate heat source can be obtained even when there is no appropriate cooling load 33 around the wastewater treatment facility 1B.

[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態について、図4を用いて説明する。
本実施形態は、第1実施形態に加えて、熱回収用熱交換器11によって得られた冷熱を更に有効利用することを目的としている。したがって、第1実施形態と同様の構成については同一符号を付しその説明を省略する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In addition to the first embodiment, the present embodiment is intended to further effectively use the cold energy obtained by the heat recovery heat exchanger 11. Therefore, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

図4に示されているように、本実施形態の排水処理設備1Cは、温水往配管17に温水三方弁50を設け、温熱負荷往配管52を分岐させている。温熱負荷往配管52には、温熱負荷54が接続されている。温熱負荷54には、温熱負荷にて温熱を供給した後の温水が導かれる温熱負荷還配管56が接続されている。温熱負荷還配管56の下流端は、温水還配管19に接続されており、合流した温水がヒートポンプ13へと導かれるようになっている。   As shown in FIG. 4, in the wastewater treatment facility 1 </ b> C of the present embodiment, a warm water three-way valve 50 is provided in the warm water forward pipe 17, and the thermal load forward pipe 52 is branched. A thermal load 54 is connected to the thermal load outgoing pipe 52. Connected to the thermal load 54 is a thermal load return pipe 56 through which hot water is supplied after the thermal heat is supplied by the thermal load. The downstream end of the thermal load return pipe 56 is connected to the hot water return pipe 19 so that the joined hot water is guided to the heat pump 13.

温水三方弁50は、制御部30によって、その開度が制御されるようになっている。この温水三方弁50の開度を制御することにより、加熱用熱交換器3にて必要な加熱量を上回る温熱が温熱負荷54に供給されるようになっている。   The opening degree of the hot water three-way valve 50 is controlled by the control unit 30. By controlling the opening degree of the hot water three-way valve 50, the heating heat exchanger 3 is configured to supply the heating load 54 with a heating temperature that exceeds the heating amount required.

熱回収用熱交換器11の下流側には、放流水の冷熱を取得するための冷熱用熱交換器58が設けられている。冷熱用熱交換器58内には、冷水用伝熱管58が設けられており、冷水用伝熱管58a内を流れる冷水と、熱回収用熱交換器11から導かれた放流水とが熱交換するようになっている。放流水によって冷却された冷水は、冷熱負荷60へと導かれ、冷熱負荷60に冷熱を与えた後に、再び冷熱用熱交換器58へと返送される。冷熱負荷60としては、例えば、第1実施形態と同様に、圧縮機の冷却水や冷房空調等が挙げられる。   On the downstream side of the heat recovery heat exchanger 11, a cold heat exchanger 58 for obtaining the cold heat of the discharged water is provided. A chilled water heat transfer tube 58 is provided in the chilled heat exchanger 58, and the chilled water flowing in the chilled water heat transfer tube 58a and the effluent water guided from the heat recovery heat exchanger 11 exchange heat. It is like that. The cold water cooled by the discharged water is guided to the cold load 60, and after giving cold heat to the cold load 60, it is returned to the cold heat exchanger 58 again. Examples of the cooling load 60 include compressor cooling water and cooling air conditioning, as in the first embodiment.

熱回収用熱交換器11との間で冷水を循環させる冷水往配管25と冷水還配管27との間には、冷水バイパス配管26及び冷水バイパス弁28が設けられている。この冷水バイパス弁28の開度を制御部30が調整することにより、熱回収用熱交換器11から流出した放流水温度T2を目標冷却温度となるように制御する。具体的には、放流水温度T2を下げる場合には、冷水バイパス弁28を絞り、多くの冷水を熱回収用熱交換器11へと流し、放流水温度T2を上げる場合には、冷水バイパス弁の開度を大きくし、熱回収用熱交換器11へと流れる冷水流量を減少させる。   A chilled water bypass pipe 26 and a chilled water bypass valve 28 are provided between the chilled water outgoing pipe 25 that circulates the chilled water between the heat recovery heat exchanger 11 and the cold water return pipe 27. The controller 30 adjusts the opening degree of the cold water bypass valve 28 to control the discharge water temperature T2 flowing out from the heat recovery heat exchanger 11 to the target cooling temperature. Specifically, when the discharge water temperature T2 is lowered, the cold water bypass valve 28 is throttled so that a large amount of cold water flows to the heat recovery heat exchanger 11, and when the discharge water temperature T2 is raised, the cold water bypass valve And the flow rate of cold water flowing to the heat recovery heat exchanger 11 is reduced.

一方、ヒートポンプ13は、制御部30により、冷熱負荷60が必要な冷熱出力(熱回収量)が得られるように、運転制御される。すなわち、ヒートポンプ13は、排水を加熱するために必要な温熱出力を主体とするのではなく、冷熱負荷60に出力する冷熱出力を主体として運転する。したがって、冷熱出力に対応した温熱出力が排水の加熱量を上回る場合には、制御部30の指令によって温水三方弁50を制御し、温熱負荷54へ流す温水を増大させて温熱出力を調整するようにする。   On the other hand, the operation of the heat pump 13 is controlled by the control unit 30 so that a cooling output (heat recovery amount) that requires the cooling load 60 is obtained. In other words, the heat pump 13 is operated mainly by the cold output to be output to the cold load 60, not by the hot output necessary for heating the waste water. Therefore, when the heat output corresponding to the cold heat output exceeds the heating amount of the waste water, the hot water three-way valve 50 is controlled by an instruction from the control unit 30 so that the hot water flowing to the heat load 54 is increased to adjust the heat output. To.

上述した本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
ヒートポンプ13の加熱側に、排水とは別の温熱負荷54を加熱するように接続された別加熱系統(温熱負荷往配管52及び温熱負荷還配管56)を設け、排水以外も加熱できるようにした。そして、加熱用熱交換器3にて加熱する排水の目標加熱温度を得る加熱量を決定し確保した上で、熱回収用熱交換器11にて熱回収されて冷却された放流水の目標冷却温度を得るための熱回収量から決まる加熱量となるように、別加熱系統へ流す温水流量を決定することとした。これにより、ヒートポンプ13の加熱量(温熱出力)と熱回収量(冷熱出力)とをバランスさせることができ、目標加熱温度に排水を加熱するとともに、目標冷却温度に放流水を冷却することができる。
また、熱回収用熱交換器11にて目標冷却温度まで冷却された放流水と熱交換して冷熱を取り出す冷熱用熱交換器58を設けることとしたので、冷熱用熱交換器58にて得られた冷熱を冷熱負荷60に利用することができる。
According to this embodiment mentioned above, there exist the following effects.
On the heating side of the heat pump 13, a separate heating system (the thermal load forward pipe 52 and the thermal load return pipe 56) connected to heat the thermal load 54 different from the waste water is provided so that heat other than the waste water can be heated. . And after determining and ensuring the heating amount which obtains the target heating temperature of the waste_water | drain which heats with the heat exchanger 3 for heating, the target cooling of the discharge water cooled and cooled by the heat exchanger 11 for heat recovery It was decided to determine the flow rate of warm water flowing to the separate heating system so that the heating amount determined from the heat recovery amount for obtaining the temperature. Thereby, the heating amount (heat output) and heat recovery amount (cold output) of the heat pump 13 can be balanced, and the waste water can be heated to the target heating temperature and the discharged water can be cooled to the target cooling temperature. .
In addition, since the heat exchanger 58 for cooling that takes out the cold by exchanging heat with the discharged water cooled to the target cooling temperature by the heat exchanger 11 for heat recovery is provided, the heat exchanger 58 for cooling is obtained. The generated cold energy can be used for the cold load 60.

1A,1B,1C 生物処理方式による排水処理設備
3 加熱用熱交換器
5 生物処理槽
7 沈殿槽
11 熱回収用熱交換器
13 ヒートポンプ
30 制御部
33 冷熱負荷
35 冷熱負荷往配管(別熱回収系統)
45 冷熱負荷還配管(別熱回収系統)
52 温熱負荷往配管(別加熱系統)
56 温熱負荷還配管(別加熱系統)
58 冷熱用熱交換器
1A, 1B, 1C Wastewater treatment equipment 3 by biological treatment system Heating heat exchanger 5 Biological treatment tank 7 Precipitation tank 11 Heat recovery heat exchanger 13 Heat pump 30 Control unit 33 Cooling load 35 Cooling load forward piping (separate heat recovery system )
45 Cold load return piping (separate heat recovery system)
52 Outward piping for thermal load (separate heating system)
56 Thermal load return piping (separate heating system)
58 Heat exchanger for cold energy

Claims (8)

汚濁物質を微生物によって処理する生物処理槽に流入する排水を加熱する加熱用熱交換器と、
前記生物処理槽にて処理された後に放流される放流水から熱回収する熱回収用熱交換器と、
前記加熱用熱交換器に対して温熱を供給するとともに、前記熱回収用熱交換器にて吸熱して熱回収するヒートポンプと、
を備えた生物処理方式による排水処理設備用ヒートポンプシステムであって、
前記ヒートポンプの熱回収側には、前記放流水とは別の別熱源から熱回収するように接続された別熱回収系統が設けられ、
前記加熱用熱交換器にて加熱する排水の目標加熱温度を得るための加熱量から決まる熱回収量となるように、前記熱回収用熱交換器の熱回収量および前記別熱回収系統の熱回収量を決定する制御部を備えていることを特徴とする生物処理方式による排水処理設備用ヒートポンプシステム。
A heating heat exchanger for heating wastewater flowing into a biological treatment tank that treats pollutants with microorganisms;
A heat exchanger for heat recovery that recovers heat from the discharged water discharged after being treated in the biological treatment tank;
A heat pump that supplies heat to the heat exchanger for heating and recovers heat by absorbing heat in the heat exchanger for heat recovery;
A heat pump system for wastewater treatment facilities by a biological treatment system equipped with
The heat recovery side of the heat pump is provided with another heat recovery system connected to recover heat from another heat source different from the discharged water,
The heat recovery amount of the heat recovery heat exchanger and the heat of the separate heat recovery system so that the heat recovery amount is determined from the heating amount for obtaining the target heating temperature of the wastewater heated by the heating heat exchanger. A heat pump system for wastewater treatment facilities using a biological treatment system, comprising a control unit for determining a recovery amount.
前記別熱回収系統が接続される前記別熱源は、冷熱負荷であることを特徴とする請求項1に記載の生物処理方式による排水処理設備用ヒートポンプシステム。   The heat pump system for wastewater treatment equipment according to claim 1, wherein the separate heat source to which the separate heat recovery system is connected is a cold load. 前記別熱回収系統が接続される前記別熱源は、海水または河川といった未利用の自然流体であることを特徴とする請求項1に記載の生物処理方式による排水処理設備用ヒートポンプシステム。   The heat pump system for wastewater treatment equipment according to claim 1, wherein the separate heat source to which the separate heat recovery system is connected is an unused natural fluid such as seawater or a river. 汚濁物質を微生物によって処理する生物処理槽に流入する排水を加熱する加熱用熱交換器と、
前記生物処理槽にて処理された後に放流される放流水から熱回収する熱回収用熱交換器と、
前記加熱用熱交換器に対して温熱を供給するとともに、前記熱回収用熱交換器にて吸熱して熱回収するヒートポンプと、
を備えた生物処理方式による排水処理設備用ヒートポンプシステムであって、
前記ヒートポンプの加熱側には、前記排水とは別の別温熱負荷を加熱するように接続された別加熱系統が設けられ、
前記加熱用熱交換器にて加熱する排水の目標加熱温度を得る加熱量を決定した上で、前記熱回収用熱交換器にて熱回収されて冷却された放流水の目標冷却温度を得るための熱回収量から決まる加熱量となるように、前記別加熱系統の加熱量を決定する制御部を備えていることを特徴とする生物処理方式による排水処理設備用ヒートポンプシステム。
A heating heat exchanger for heating wastewater flowing into a biological treatment tank that treats pollutants with microorganisms;
A heat exchanger for heat recovery that recovers heat from the discharged water discharged after being treated in the biological treatment tank;
A heat pump that supplies heat to the heat exchanger for heating and recovers heat by absorbing heat in the heat exchanger for heat recovery;
A heat pump system for wastewater treatment facilities by a biological treatment system equipped with
The heating side of the heat pump is provided with another heating system connected to heat another temperature load different from the waste water,
In order to obtain the target cooling temperature of the discharged water cooled and recovered by the heat recovery heat exchanger after determining the amount of heating to obtain the target heating temperature of the waste water heated by the heating heat exchanger A heat pump system for wastewater treatment facilities using a biological treatment system, comprising a control unit that determines a heating amount of the separate heating system so as to be a heating amount determined from a heat recovery amount of the biological treatment system.
前記熱回収用熱交換器にて前記目標冷却温度まで冷却された放流水と熱交換して冷熱を取り出す冷熱用熱交換器を備えていることを特徴とする請求項4に記載の生物処理方式による排水処理設備用ヒートポンプシステム。   5. The biological treatment system according to claim 4, further comprising a cold heat exchanger that exchanges heat with the effluent water that has been cooled to the target cooling temperature in the heat recovery heat exchanger to extract cold heat. Heat pump system for wastewater treatment equipment. 請求項1から5のいずれかに記載されたヒートポンプシステムと、
前記ヒートポンプシステムによって加熱された排水が導かれる生物処理槽と、
を備えていることを特徴とする生物処理方式による排水処理設備。
A heat pump system according to any one of claims 1 to 5,
A biological treatment tank to which waste water heated by the heat pump system is guided;
A wastewater treatment facility using a biological treatment system.
汚濁物質を微生物によって処理する生物処理槽に流入する排水を加熱する加熱用熱交換器と、
前記生物処理槽にて処理された後に放流される放流水から熱回収する熱回収用熱交換器と、
前記加熱用熱交換器に対して温熱を供給するとともに、前記熱回収用熱交換器にて吸熱して熱回収するヒートポンプと、
を備えた生物処理方式による排水処理設備用ヒートポンプシステムの制御方法であって、
前記ヒートポンプの熱回収側には、前記放流水とは別の別熱源から熱回収するように接続された別熱回収系統が設けられ、
制御部により、前記加熱用熱交換器にて加熱する排水の目標加熱温度を得るための加熱量から決まる熱回収量となるように、前記熱回収用熱交換器の熱回収量および前記別熱回収系統の熱回収量を決定することを特徴とする生物処理方式による排水処理設備用ヒートポンプシステムの制御方法。
A heating heat exchanger for heating wastewater flowing into a biological treatment tank that treats pollutants with microorganisms;
A heat exchanger for heat recovery that recovers heat from the discharged water discharged after being treated in the biological treatment tank;
A heat pump that supplies heat to the heat exchanger for heating and recovers heat by absorbing heat in the heat exchanger for heat recovery;
A method for controlling a heat pump system for wastewater treatment facilities by a biological treatment system comprising:
The heat recovery side of the heat pump is provided with another heat recovery system connected to recover heat from another heat source different from the discharged water,
The heat recovery amount of the heat recovery heat exchanger and the separate heat are set such that the control unit obtains a heat recovery amount determined from the heating amount for obtaining the target heating temperature of the wastewater heated by the heating heat exchanger. A control method for a heat pump system for wastewater treatment facilities by a biological treatment system, wherein the heat recovery amount of a recovery system is determined.
汚濁物質を微生物によって処理する生物処理槽に流入する排水を加熱する加熱用熱交換器と、
前記生物処理槽にて処理された後に放流される放流水から熱回収する熱回収用熱交換器と、
前記加熱用熱交換器に対して温熱を供給するとともに、前記熱回収用熱交換器にて吸熱して熱回収するヒートポンプと、
を備えた生物処理方式による排水処理設備用ヒートポンプシステムの制御方法であって、
前記ヒートポンプの加熱側には、前記排水とは別の別温熱負荷を加熱するように接続された別加熱系統が設けられ、
前記加熱用熱交換器にて加熱する排水の目標加熱温度を得る加熱量を決定した上で、前記熱回収用熱交換器にて熱回収されて冷却された放流水の目標冷却温度を得るための熱回収量から決まる加熱量となるように、前記別加熱系統の加熱量を決定する制御部を備えていることを特徴とする生物処理方式による排水処理設備用ヒートポンプシステムの制御方法。
A heating heat exchanger for heating wastewater flowing into a biological treatment tank that treats pollutants with microorganisms;
A heat exchanger for heat recovery that recovers heat from the discharged water discharged after being treated in the biological treatment tank;
A heat pump that supplies heat to the heat exchanger for heating and recovers heat by absorbing heat in the heat exchanger for heat recovery;
A method for controlling a heat pump system for wastewater treatment facilities by a biological treatment system comprising:
The heating side of the heat pump is provided with another heating system connected to heat another temperature load different from the waste water,
In order to obtain the target cooling temperature of the discharged water cooled and recovered by the heat recovery heat exchanger after determining the amount of heating to obtain the target heating temperature of the waste water heated by the heating heat exchanger A control method for a heat pump system for wastewater treatment facilities by a biological treatment system, comprising a control unit for determining a heating amount of the separate heating system so as to be a heating amount determined from a heat recovery amount of the biological treatment system.
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