JP6709036B2 - Hot water recovery system - Google Patents
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Description
本発明は、生産設備からのプロセス水、洗浄水などの温水を有効利用する温水回収システムに関する。 The present invention relates to a hot water recovery system that effectively uses hot water such as process water and washing water from a production facility.
従来、各種生産工場、例えば、食品を生産、加工する工場、製薬設備などでは、原料や容器の洗浄等に温水が使用される。このような温水は、余熱を利用するために熱交換された後、ドレインされていた。また、このような温水は、水道等から新たに受水した水を、ガス等の燃料を用いてボイラにより加熱することで製造されていた。 2. Description of the Related Art Conventionally, in various production factories, for example, factories that produce and process foods, pharmaceutical facilities, etc., hot water is used for washing raw materials and containers. Such hot water was drained after being heat-exchanged to utilize the residual heat. Further, such hot water has been manufactured by heating water newly received from a water supply or the like with a boiler using fuel such as gas.
また、環境保護の観点から、例えば、蒸気式レトルト装置より排水される温水を熱交換器により充填液と熱交換した後、密閉式クーリングタワー及び冷水チラーにより冷却し、再び蒸気式レトルト装置の給水として再利用するシステムが提案されている（特許文献１参照）。 Further, from the viewpoint of environmental protection, for example, after the hot water discharged from the steam type retort device is heat-exchanged with the filling liquid by the heat exchanger, it is cooled by the closed cooling tower and the cold water chiller, and again used as water supply for the steam type retort device. A system for reuse has been proposed (see Patent Document 1).
また、生産施設から排出され、回収された排水を利用して、所望の温水を供給するシステムが提案されている（特許文献２参照）。かかる排水利用システムは、ＵＦ膜処理システム、処理水槽、熱回収用熱交換器、及び熱回収ヒートポンプを備え、ＵＦ膜処理システムから供給される処理水が、処理水槽、熱回収用熱交換器、熱回収ヒートポンプを順に経由して、温水となって洗浄設備へ供給されるようになっている。すなわち、かかる排水利用システムでは、ＵＦ膜処理システムにより排水を浄化処理して洗浄設備で再利用する一方、空調システムの熱交換器と組み合わせて、ＵＦ膜処理システムに導入される排水が温水の場合には温水から熱回収をしてＵＦ膜処理システムに導入し、また、洗浄設備で温水を利用する場合には、ＵＦ膜処理システムで浄化処理した後、空調システムの排熱を利用して昇温して洗浄設備で再利用するものである。 In addition, a system has been proposed in which desired hot water is supplied by utilizing the wastewater discharged and collected from the production facility (see Patent Document 2). The wastewater utilization system includes a UF membrane treatment system, a treated water tank, a heat recovery heat exchanger, and a heat recovery heat pump, and the treated water supplied from the UF membrane processing system is a treated water tank, a heat recovery heat exchanger, It is designed to be supplied to the cleaning equipment as hot water via the heat recovery heat pump in order. In other words, in such a wastewater utilization system, while the wastewater is purified by the UF membrane treatment system and reused in the cleaning equipment, when the wastewater introduced into the UF membrane treatment system is hot water in combination with the heat exchanger of the air conditioning system. For recovering heat from hot water and introducing it into the UF membrane treatment system, and when using hot water in the cleaning equipment, after purifying with the UF membrane treatment system, use the exhaust heat of the air conditioning system to raise the temperature. It is heated and reused in cleaning equipment.
しかしながら、何れにしても、温水から熱回収を行うシステムと、排水を再利用するシステムとが組み合わされているものであり、熱回収のロスは避けられないものであった。 However, in any case, the system that recovers heat from hot water and the system that reuses waste water are combined, and loss of heat recovery is unavoidable.
本発明はこのような事情に鑑み、生産設備からのプロセス水、洗浄水などの温水を有効利用するシステムであって、熱回収率を高め、排水も有効利用する温水回収システムを提供することを課題とする。 In view of such circumstances, the present invention provides a system for effectively using hot water such as process water and washing water from a production facility, which has a high heat recovery rate and also effectively uses drainage. It is an issue.
前記課題を解決する本発明の第１の態様は、製造ラインから排出される温排水であって、食品を生産、加工する工場又は製薬設備からの蒸発凝縮水及び洗浄用リンス水から選択される少なくとも一方である７５℃〜９０℃の温排水を一次ろ過して前処理する一次ろ過設備を含む前処理装置と、前記前処理装置で前処理した前処理水をろ過処理する、マイクロフィルトレーション膜（ＭＦ）及び限外ろ過膜（ＵＦ）の少なくとも一方を用いた膜処理装置と、前記膜処理装置で膜処理された膜処理水であって２５℃〜８５℃の処理水を処理する、耐熱逆浸透膜（ＲＯ）を用いたＲＯ処理装置とを具備し、前記ＲＯ処理装置で処理したＲＯ処理水を前記製造ラインに送液する送液ラインを具備することを特徴とする温水回収システムにある。 A first aspect of the present invention which solves the above-mentioned problems is hot wastewater discharged from a production line, which is selected from evaporated condensed water and washing rinse water from a factory or a pharmaceutical facility that produces and processes food. A pretreatment device including a primary filtration facility for primary treatment of at least one of 75°C to 90°C warm wastewater by prefiltering, and a microfiltration for treating the pretreated water pretreated by the pretreatment device. A membrane treatment apparatus using at least one of a membrane (MF) and an ultrafiltration membrane (UF), and membrane-treated water that has been membrane-treated by the membrane treatment apparatus and is treated at 25°C to 85°C. An RO treatment apparatus using a heat resistant reverse osmosis membrane (RO), and a liquid feed line for feeding the RO treated water treated by the RO treatment apparatus to the production line. It is in.
かかる態様では、従来、熱回収が十分に行えなかった温排水を、必要以上に温度を低下させることなく、清浄化した状態で回収できるので、加熱設備でのエネルギー付加が省略又は著しく低減でき、また、温排水を製造用水として再利用できる。これにより、昇温用のエネルギーや原水の使用量を削減するとともに、排水処理費や下水放流費の削減ができる。また、蒸発凝縮水や洗浄用リンスを有効利用でき、昇温用のエネルギーや原水の使用量を削減するとともに、排水処理費や下水放流費の削減ができる。 In such an aspect, conventionally, the hot wastewater that could not sufficiently recover heat can be recovered in a cleaned state without lowering the temperature more than necessary, so that energy addition in the heating equipment can be omitted or significantly reduced, In addition, warm waste water can be reused as production water. As a result, it is possible to reduce the amount of energy for raising the temperature and the amount of raw water used, as well as the wastewater treatment cost and the sewage discharge cost. Further, evaporative condensed water and a rinse for cleaning can be effectively used, so that it is possible to reduce the amount of energy for raising the temperature and the amount of raw water used, and to reduce the wastewater treatment cost and the sewage discharge cost.
ここで、前記送液ラインの途中には、ＲＯ処理水を加温する加熱設備を具備するのが好ましい。これによれば、再利用する際の最適な温度の製造用水を得ることができる。 Here, it is preferable to provide a heating facility for heating the RO-treated water in the middle of the liquid sending line. According to this, it is possible to obtain the production water at the optimum temperature for reuse.
また、前記耐熱逆浸透膜（ＲＯ）が、スパイラル型合成高分子製の耐熱ＲＯ膜であることが好ましい。 Further, the heat resistant reverse osmosis membrane (RO) is preferably a heat resistant RO membrane made of a spiral type synthetic polymer .
以下、実施形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.
本実施形態の温水回収システムは、製造、洗浄プロセス、すなわち、生産設備１から排出される比較的汚染度の低い温排水、例えば、蒸発凝縮水、洗浄用リンス水等を一時的に蓄える回収水タンク２、回収水タンク２に蓄えた温排水を処理する、一次ろ過設備３と、一次ろ過設備３でろ過されたろ過水を一時的に蓄える一次ろ過水タンク４と、一次ろ過水タンク４の一次ろ過水を処理するＭＦ（精密ろ過）設備又はＵＦ（限外ろ過）設備からなるＭＦ／ＵＦ設備５と、ＭＦ／ＵＦ設備５で処理した処理水を一時的に蓄える処理水タンク６と、処理水タンク６の処理水を処理するＲＯ（逆浸透）ろ過設備７と、ＲＯろ過設備７で処理した処理水を必要に応じて加温するボイラー、ヒーターなどの加熱設備８とを具備する。
The hot water recovery system according to the present embodiment is a manufacturing/cleaning process, that is, recovered water that temporarily stores warm wastewater discharged from the production facility 1 and having a relatively low degree of pollution, such as evaporative condensed water and rinse water for cleaning. Of the
ここで、一次ろ過設備３は、通常のろ過設備であり、異物、不純物を除去するためのものである。
Here, the
ＭＦ／ＵＦ設備５は、ＭＦ設備又はＵＦ設備からなり、ＭＦ設備は、ＭＦ膜（精密濾過膜）を具備するろ過設備である。ＭＦ膜の孔径は、５０ｎｍ〜１μｍ程度である。また、ＵＦ設備は、ＵＦ膜（限外濾過膜）を具備するろ過設備である。ＵＦ膜の孔径は、１ｎｍ〜５０ｎｍ程度である。 The MF/UF equipment 5 is composed of MF equipment or UF equipment, and the MF equipment is a filtration equipment equipped with an MF membrane (microfiltration membrane). The pore size of the MF film is about 50 nm to 1 μm. The UF equipment is a filtration equipment equipped with a UF membrane (ultrafiltration membrane). The pore diameter of the UF membrane is about 1 nm to 50 nm.
ＲＯろ過設備７は、耐熱ＲＯ膜（逆浸透膜）を具備するろ過設備である。耐熱ＲＯ膜の孔径は、１ｎｍ以下程度であり、イオンや塩類などの阻止率が９０％以上と高いものである。本実施形態では、ＲＯ膜の中でも耐熱ＲＯ膜であり、約８５℃の処理水を処理することができるものであり、例えば、スパイラル型合成高分子製の耐熱ＲＯ膜である。
The
かかる耐熱ＲＯ膜は、２５℃〜７５℃で安定した処理を行うことができ、８５℃程度の温水を送液しても処理可能なものである。 Such a heat-resistant RO membrane can be stably treated at 25°C to 75°C, and can be treated even by sending hot water of about 85°C.
よって、一次ろ過設備３、ＭＦ／ＵＦ設備５での温度降下を考慮すると、７５℃〜９０℃の温排水を一次ろ過設備３に送液することが可能である。
Therefore, considering the temperature drop in the
ここで、回収水タンク２と一次ろ過設備３との間には、回収水タンク２の温排水を一次ろ過設備３に送液するポンプ１１が配置され、また、一次ろ過水タンク４とＭＦ／ＵＦ設備５との間には、一次ろ過水タンク４の処理液をＭＦ／ＵＦ設備５へ送液するポンプ１２が配置されている。
また、ＭＦ／ＵＦ設備５の処理液を一時的に蓄える処理水タンク６とＲＯろ過設備７との間には、処理水タンク６の処理液をＲＯろ過設備７に送液するポンプ１３が配置されている。
Here, between the recovered
Further, between the treated
ＲＯろ過設備７は、上述した通り、スパイラル型の耐熱ＲＯ膜を備えたクロスフロータイプのろ過装置であり、処理液は、ボイラー、ヒーターなどの加熱設備８に送られる。
As described above, the
加熱設備８は、一次ろ過設備３、ＭＦ／ＵＦ設備５、及びＲＯろ過設備７により、清浄化された温排水を、必要に応じて加熱処理して、生産設備１に送液するものである。加熱設備８で加熱するかどうか、又はどの程度の温度まで加熱するかは、次の生産設備１での用途により決定されるものである。
The
しかしながら、従来、熱回収が十分に行えなかった温排水を、必要以上に温度を低下させることなく、清浄化した状態で回収できるので、加熱設備８でのエネルギー付加が省略又は著しく低減でき、また、温排水を製造用水として再利用できる。
However, since the hot wastewater, which has not been able to sufficiently recover heat in the past, can be recovered in a cleaned state without lowering the temperature more than necessary, energy addition in the
これにより、昇温用のエネルギーや原水の使用量を削減するとともに、排水処理費や下水放流費の削減ができるという効果を奏する。 As a result, it is possible to reduce the amount of energy for raising the temperature and the amount of raw water used, as well as the wastewater treatment cost and the sewage discharge cost.
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、例えば、ＲＯろ過設備７から生産設備１への送液パイプの途中に設けられた加熱設備８は、必ずしも設ける必要はない。また、ＭＦ／ＵＦ設備５は、クロスフロータイプを例示したが、これに限定されるものではない。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and for example, the
図１に示す温水回収システムにおいて、温度６０℃の温排水を２０ｍ３／ｈｒで処理した場合、２４時間、３６０日稼働として、エネルギー削減効果を試算したところ、以下のようになった。
エネルギー削減効果・・・ ９９，９８３，８８６円／年
用水コスト削減効果・・・ ４，７００，１６０円／年
排水処理コスト削減効果・・・ １１，９７５，０４０円／年
トータル削減効果・・・ １１０，９５９，０８６円／年
In the hot water recovery system shown in FIG. 1, when the hot waste water having a temperature of 60° C. was treated at 20 m 3 /hr, the energy saving effect was calculated as a 24-hour operation for 360 days, and the results were as follows.
Energy reduction effect: 99,983,886 yen/year Water cost reduction effect: 4,700,160 yen/year Wastewater treatment cost reduction effect: 11,975,040 yen/year Total reduction effect...・110,959,086 yen/year
このように、温排水を温水のまま再利用する本発明の温水回収システムでは、温排水をワンパスで使い捨てする場合と比較して、トータル１．１億円／年のコスト削減効果があることが判った。これは、排熱だけを回収する場合と比較しても大幅なコスト削減になることが明らかである。
また、用水を加熱するためのエネルギーも大幅に削減され、削減されたエネルギーを製造する際に発生するＣＯ２量は少なく見積もっても年間約２，２００トンになることが判った。
As described above, the hot water recovery system of the present invention that reuses the hot waste water as hot water has a total cost reduction effect of 110 million yen/year as compared with the case where the hot waste water is disposable by one pass. understood. It is clear that this is a significant cost reduction compared to the case of recovering only exhaust heat.
It was also found that the energy for heating the water was significantly reduced, and the amount of CO 2 generated when producing the reduced energy was estimated to be about 2,200 tons per year even if estimated to be small.
１・・・生産設備
３・・・一次ろ過設備
５・・・ＭＦ／ＵＦ設備
７・・・ＲＯ設備
８・・・加熱設備
1
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