JPH06347183A - Heat utilizing system in fine quality attaining process - Google Patents

Heat utilizing system in fine quality attaining process

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JPH06347183A
JPH06347183A JP5138749A JP13874993A JPH06347183A JP H06347183 A JPH06347183 A JP H06347183A JP 5138749 A JP5138749 A JP 5138749A JP 13874993 A JP13874993 A JP 13874993A JP H06347183 A JPH06347183 A JP H06347183A
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heat utilization
upgrading
treatment
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康雄 小関
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博 宮寺
Shoji Watanabe
昭二 渡辺
Kenji Baba
研二 馬場
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Abstract

PURPOSE:To provide a heat utilizing system in the fine quality attaining process of liquid or gas, capable of improving the fine quality (puryfying) speed and the heat recoverying efficiency. CONSTITUTION:A heat pump 4 is interposed between a fine quality processing means (for example, an aeration layer 10) of liquid or gas and a cold heat utilizing means 6, so as to circulate heat between the fine quality processing means side and the cold heat utilizing means by taking the heat pump as a parameter. Preferably, a latent heat medium to be made to coexist with microorganism as a latent heat medium is arranged in the aeration layer, so as to accumulate and radiate heat at the same time of the heat exchange, and the exchanged heat is utilized for the cooling source or heat source of an outside air-conditioner through the heat pump 4, or for raising temperature of the aeration layer, so as to promote the purifying process. Thus, not only the miniaturization of a facility but also the promotion of the puryfying speed and the increase of the coefficient of heat utilization become possible by unifying the purifying means to the heat utilizing means.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は上質化処理における熱利
用システムに関し、特に、ガスや液体の上質化時に(例
えば、廃棄ガスの浄化、上水の製造、あるいは下水の浄
化時に)、その上質化と手段と冷温熱利用手段との間
で、相互に必要な熱の融通を行うようにし、それによ
り、上質化効率と熱利用効率の向上を可能とした熱利用
システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat utilization system in quality improvement treatment, and particularly when quality improvement of gas or liquid (for example, purification of waste gas, production of clean water, or purification of sewage). The present invention relates to a heat utilization system capable of mutually exchanging necessary heat between the cooling and heat utilization means and the cold heat utilization means, thereby improving quality improvement efficiency and heat utilization efficiency.

【0002】[0002]

【従来の技術】地球温暖化の主原因である炭酸ガスの排
出量を低減させる主要対策に、河川水や下水、更には産
業排水や排ガス等の未利用熱をヒートポンプで汲み上げ
て利用する地域暖冷房(DHC)システムが普及してい
る。その一例として、河川水利用DHCシステム(例え
ば、建築設備と配管工事、1991年9月号、64ページ)や
下水を浄化した後の下水処理水を利用したDHCシステ
ム(例えば、エネルギー資源、Vol.12.No.5(1991)、4
88ページ)等が上げられる。
2. Description of the Related Art One of the main measures to reduce carbon dioxide emissions, which is the main cause of global warming, is regional warming by pumping unused heat from river water, sewage, industrial wastewater and exhaust gas with a heat pump. Cooling (DHC) systems are widespread. As an example, a DHC system using river water (for example, building equipment and plumbing, September 1991, p. 64) and a DHC system that uses treated sewage after purifying sewage (for example, energy resources, Vol. 12.No.5 (1991), 4
Page 88) etc.

【0003】後者の典型システムを図12に示す。この上
質化システムは、曝気槽1、沈殿槽2、熱交換器3、ヒ
ートポンプ4、蓄熱槽5、及び需要先である冷温熱利用
手段6とから構成される。被処理水としての下水100
は、上質化(この例においては浄化)手段である曝気槽
1に送られ、そこに供給される空気102と接触しつつ不
純物が例えば活性汚泥に含まれる微生物により除去され
る。その後、沈殿槽2で微生物を沈降分離し、分離後の
下水処理水101は系外にある熱交換器3で熱交換された
後、放流される。
A typical system of the latter is shown in FIG. This refining system comprises an aeration tank 1, a precipitation tank 2, a heat exchanger 3, a heat pump 4, a heat storage tank 5, and a cold heat utilization means 6 which is a demand destination. Sewage 100 as treated water
Is sent to the aeration tank 1 which is a quality improvement (purification in this example) means, and the impurities are removed by the microorganisms contained in the activated sludge while contacting the air 102 supplied thereto. Thereafter, the microorganisms are settled and separated in the settling tank 2, and the separated sewage-treated water 101 is heat-exchanged by the heat exchanger 3 outside the system and then discharged.

【0004】このような処理システムにおいて、下水処
理水101がヒートポンプ3の冷却源として利用される夏
季の場合を説明するに、ポンプ120でヒートポンプ4に
送給されたられた熱媒体110は、そこで40℃近くまで加
熱された後、熱交換器3へ入り、下水処理水101で30℃
程度まで冷却され、再び冷却源としてヒートポンプ4に
戻される。一方、下水処理水101は熱交換器3で37℃程
度まで加熱された後放流される。ヒートポンプ4からは
冷水111が製造され、ホンプ121により蓄熱槽5に貯蔵さ
れる。冷房等の熱需要に応じてビル等の冷熱利用手段6
へポンプ122を介して冷水112 が送られる。
[0004] In such a treatment system, in the summer when the sewage treated water 101 is used as a cooling source of the heat pump 3, the heat medium 110 sent to the heat pump 4 by the pump 120 is there. After being heated to near 40 ℃, enter the heat exchanger 3 and treat the sewage treated water 101 at 30 ℃.
It is cooled to a certain degree and returned to the heat pump 4 as a cooling source again. On the other hand, the sewage-treated water 101 is discharged to the heat exchanger 3 after being heated to about 37 ° C. Cold water 111 is produced from the heat pump 4 and stored in the heat storage tank 5 by the horn 121. Cooling heat utilization means 6 for buildings and the like according to heat demand for cooling, etc.
Cold water 112 is sent to the pump 122 via the pump 122.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前記したような従来の
下水処理水等の未利用熱を利用する地域暖冷房システム
では、熱の授受の観点から見た場合に、被処理物の上質
化(浄化)側部分と熱需要側である冷温熱利用部分とは
それぞれ独立しており、相互の熱融通は図られていな
い。すなわち、例えば、下水の浄化を微生物により行う
場合、通常その活性を高めるために高温環境を作ること
が望ましいが、そのために必要な熱量は系外の熱源から
持ち込まれるのが通常であり、また、浄化後の処理水の
持つ低温熱は単に廃棄されるか熱交換器を介して他の独
立した系を構成する冷温熱利用手段の熱源として利用さ
れているにすぎない。
DISCLOSURE OF INVENTION Problems to be Solved by the Invention In the district heating and cooling system utilizing the unused heat of the conventional sewage treatment water as described above, from the viewpoint of heat transfer, the quality of the object to be treated ( The (purification) side part and the cold / heat utilization part on the heat demand side are independent of each other, and heat exchange between them is not achieved. That is, for example, when purifying sewage by microorganisms, it is usually desirable to create a high temperature environment to enhance its activity, but the amount of heat required therefor is usually brought from a heat source outside the system, and The low-temperature heat of the treated water after purification is simply discarded or used as a heat source for the cold heat utilization means which constitutes another independent system via a heat exchanger.

【0006】そのことは、トータルとしての熱損失を計
上するばかりでなく、別途熱交換器や蓄熱槽(設置スペ
ースの半分以上を占める場合が有る)を必要とするもの
であり、設備費や保守運転費の増大さらには設置スペー
スの増大等の不都合を生じている。本発明は、上記のよ
うな従来システムの持つ不都合を解消することを目的と
しており、より具体的には、未利用熱の発生源となる上
質化手段と熱需要側である冷温熱利用部分とを有機的に
結合させ、その間で相互に熱の融通を行うようにするこ
とにより、トータルとしての熱利用効率を高め、かつ省
スペースで経済性の高い上質化処理における熱利用シス
テムを提供することを目的としている。
[0006] This not only accounts for the total heat loss but also requires a separate heat exchanger and heat storage tank (which may occupy more than half of the installation space). This causes inconveniences such as an increase in operating cost and an increase in installation space. The present invention is intended to eliminate the disadvantages of the conventional system as described above, and more specifically, a refining means that is a generation source of unused heat and a cold heat utilization portion that is a heat demand side. By organically combining the two and mutually exchanging heat between them, it is possible to improve the total heat utilization efficiency and to provide a space-saving and highly economical heat utilization system in the upgrading process. It is an object.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記従来
システムの課題を詳細に分析した結果、その根本原因
が、未利用熱の発生源となる浄化等の被処理水の上質化
プロセスと熱需要側である冷温熱利用プロセスとの間
で、熱利用がまったく個別に行われていることにあるこ
とを見出した。そこでさらに研究と分析を行うことによ
り、根本原因を解消する手段として、上質化プロセスと
冷温熱利用プロセスとの間で相互に熱を融通することが
有効であることとを知覚し、本発明をなすに至った。
As a result of detailed analysis of the problems of the above-mentioned conventional system, the present inventors have found that the root cause thereof is a process for improving the quality of treated water such as purification, which is a source of unused heat. It has been found that heat utilization is performed completely between the cold heat utilization process on the heat demand side and the heat demand side. Therefore, by further research and analysis, we perceive that it is effective to mutually exchange heat between the upgrading process and the cold heat utilization process as means for eliminating the root cause, and the present invention It came to eggplant.

【0008】すなわち、本発明は、基本的に、液体又は
気体の上質化処理手段と冷温熱利用手段との間に好まし
くはヒートポンプのような熱輸送手段を介在させている
熱利用システムであって、前記上質化処理手段側と前記
冷温熱利用手段側の間で、前記熱輸送手段を媒介とし
て、相互に熱を融通し合うようにされていることを特徴
とする、上質化処理における熱利用システムを開示す
る。
That is, the present invention basically relates to a heat utilization system in which a heat transporting means such as a heat pump is preferably interposed between a liquid or gas upgrading treatment means and a cold heat utilization means. The heat utilization in the upgrading treatment is characterized in that heat is mutually exchanged between the upgrading treatment means side and the cold / heat utilization means side via the heat transport means. Disclose the system.

【0009】上記システムにおいて、上質化処理手段側
に伝熱媒体として相変化時の吸発熱現象(潜熱授受)を
利用した潜熱媒体を用いることにより、熱利用効率の向
上と省スペースを図ることができる。潜熱媒体として
は、後述する有機物質と無機物質の単体又は混合物を用
い得る。上質化処理を微生物等の菌体により行うこと、
また、前記菌体としてゲル状物質内に固定化した菌体を
用いることは有効である。菌体をゲル化するゲル化剤と
しては、後述する天然有機重合体及び合成有機重合体が
あり、ゲル化剤の添加量は、組合せにより多少異なる
が、0.5から10重量%が適当である。さらに、前記菌体
と前記潜熱媒体とが混合した複合塊を上質化処理手段側
に用いることにより、浄化熱回収効率向上と蓄熱の省ス
ペースを図ることができる。
In the above system, by using the latent heat medium utilizing the heat absorption / heat generation phenomenon (latent heat transfer) at the time of phase change as the heat transfer medium on the quality improvement processing means side, it is possible to improve the heat utilization efficiency and save space. it can. As the latent heat medium, a simple substance or a mixture of an organic substance and an inorganic substance described later can be used. Performing quality improvement treatment with bacterial cells such as microorganisms,
In addition, it is effective to use cells immobilized in a gel-like substance as the cells. As the gelling agent for gelling the bacterial cells, there are natural organic polymers and synthetic organic polymers described later, and the addition amount of the gelling agent is slightly different depending on the combination, but 0.5 to 10% by weight is suitable. Furthermore, by using a composite mass in which the bacterial cells and the latent heat medium are mixed on the quality improvement processing means side, it is possible to improve purification heat recovery efficiency and save space for heat storage.

【0010】前記複合塊は、前記菌体を固定化したゲル
状物質の内部に前記潜熱媒体を一つまたは複数個分散さ
せたものであってもよく、さらに、その表面形状が凹凸
を有しているものであってもよい。それにより、熱交換
効率はさらに改善される。さらに、上質化処理手段を上
質化処理槽と熱交換手段とで構成し、両者間を前記潜熱
媒体又は複合塊が流動循環する構成とすることにより、
システムの構成を簡素化することができる。また、上質
化処理として、嫌気性微生物処理及び/又は好気性微生
物処理とを行い、処理後の処理水から回収した熱を微生
物処理の加熱に利用することにより上質化(浄化)能力
が改善される。
The composite mass may be one in which one or more of the latent heat medium is dispersed in a gel-like substance on which the bacterial cells are immobilized, and further, the surface shape thereof has irregularities. It may be Thereby, the heat exchange efficiency is further improved. Furthermore, by configuring the upgrading treatment means with the upgrading treatment tank and the heat exchange means, and by making the latent heat medium or the composite mass flow and circulate between them,
The system configuration can be simplified. In addition, anaerobic microbial treatment and / or aerobic microbial treatment is performed as the qualitative treatment, and the heat recovered from the treated water after the treatment is used for heating the microbial treatment to improve the qualitative (purification) ability. It

【0011】なお、本発明による上質化処理における熱
利用システムは、飲料水製造プロセスにおける上水化処
理にも適用可能であり、また下水処理プロセスにおける
下水の浄化処理にも適用可能である。特に、対象を水道
水(上水)製造にする場合には、外部への熱利用に加え
て水道水の純化と調温を同時に図ることが可能となり、
飲料水として嗜好にかなったものを得ることができる。
The heat utilization system in the upgrading treatment according to the present invention is applicable to the drinking water production process as well as to the purification treatment of sewage in the sewage treatment process. In particular, when the target is tap water (clean water) production, it becomes possible to purify tap water and control temperature at the same time in addition to using heat to the outside.
It is possible to obtain drinking water that suits your taste.

【0012】[0012]

【作用】まず、上質化手段と熱利用手段との間で熱の融
通を行うことにより、上質化熱利用装置の小型化が可能
になると共に、上質化工程を適正温度に制御することに
より上質化能力を増大できる。さらに、上質化手段と蓄
熱手段を合体することにより、蓄熱槽スペースを大幅削
減させ、熱回収率を増大できる。かつ、上質化手段の温
度が外部条件の変動によらず安定するため、上質化性能
の変動が無く信頼性が向上する。
First, by allowing heat to be exchanged between the upgrading means and the heat utilizing means, it is possible to downsize the upgrading heat utilizing apparatus, and at the same time, to control the upgrading process to an appropriate temperature. It is possible to increase the conversion ability. Furthermore, by combining the quality improvement means and the heat storage means, the heat storage tank space can be significantly reduced and the heat recovery rate can be increased. Moreover, since the temperature of the refining means is stable irrespective of changes in external conditions, there is no change in refining performance and reliability is improved.

【0013】以上のごとく、本発明は、上質化手段と蓄
熱手段や熱交換手段と合体することにより、上質化能力
と熱利用率の向上ができるので、システムの小型化、省
スペース化や運転費の低減ができる。
As described above, according to the present invention, since the quality improvement capability and the heat utilization rate can be improved by combining the quality improvement means with the heat storage means or the heat exchange means, the system can be downsized, the space can be saved, and the operation can be improved. Cost can be reduced.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明による上質化処理における熱利
用システムを幾つかの実施例に基づきさらに詳細に説明
する。図1は、本発明による上質化処理における熱利用
システムの一実施例の説明図であり、下水の浄化処理を
対象とした熱利用システムを示す。このシステムは、曝
気槽10中に熱交換手段としての熱交換チューブ(又はプ
レート)12及び後記する蓄熱手段としての潜熱媒体塊20
を設置又は投入している点、及び、処理水101との熱交
換のための熱交換器を有しない点において、先に示した
従来例のシステム(図12参照)と基本的に相違してい
る。
EXAMPLES The heat utilization system in the upgrading process according to the present invention will be described in more detail with reference to some examples. FIG. 1 is an explanatory diagram of an embodiment of a heat utilization system in a quality improvement process according to the present invention, and shows a heat utilization system targeted for purification treatment of sewage. This system comprises a heat exchange tube (or plate) 12 as a heat exchange means in an aeration tank 10 and a latent heat medium mass 20 as a heat storage means described later.
Is basically different from the above-described conventional system (see FIG. 12) in that it is installed or put in, and that it does not have a heat exchanger for heat exchange with the treated water 101. There is.

【0015】それにより、このシステムにおいては、浄
化手段である曝気槽10に送られた下水100は、そこに供
給される空気102と接触しつつ不純物が微生物(活性汚
泥)により除去されると同時に、潜熱媒体塊20や熱交換
チューブ12との間で熱の授受が行われる。その後、沈殿
槽2で微生物を沈降分離し、分離後の下水処理水101は
そのまま系外に放流される。
As a result, in this system, the sewage 100 sent to the aeration tank 10 which is the purification means is in contact with the air 102 supplied thereto, and impurities are removed by microorganisms (activated sludge) at the same time. Heat is transferred between the latent heat medium mass 20 and the heat exchange tube 12. After that, the microorganisms are settled and separated in the settling tank 2, and the separated sewage-treated water 101 is discharged as it is outside the system.

【0016】このシステムの運転状態を以下に説明す
る。下水100がヒートポンプ4の冷却源として利用され
る夏季の場合を例に取り以下に示す。ヒートポンプ4が
作動しない夜中や朝夕は、曝気槽10に流入する下水100
は、槽内の潜熱媒体塊20を冷却し固化させ冷熱を蓄熱す
る。昼間の冷房時は、ポンプ120で送られた熱媒体110
は、ヒートポンプ4で40℃近くまで加熱された後、熱交
換チューブ12へ入り、槽内で30℃程度まで冷却され、再
び冷却源としてヒートポンプ4に戻される。一方、槽内
の下水100は逆に37℃程度まで加熱されることとなり、
それにより槽内の微生物の活動が活発になるため下水に
対する浄化能力が増大する。同時に、ヒートポンプ4か
らは冷水111が製造され、ホンプ121により小型の蓄熱槽
5に貯蔵される。冷水112は冷房等の熱需要に応じてビ
ル等の需要先である冷熱利用手段6へポンプ122を介し
て送られる。
The operating state of this system will be described below. The following is an example of summer when the sewage 100 is used as a cooling source for the heat pump 4. At night or morning and evening when the heat pump 4 does not operate, the sewage 100 flowing into the aeration tank 10
Cools the latent heat medium mass 20 in the tank and solidifies it to store cold heat. When cooling in the daytime, the heat medium 110 sent by the pump 120
Is heated to about 40 ° C. by the heat pump 4, enters the heat exchange tube 12, is cooled to about 30 ° C. in the tank, and is returned to the heat pump 4 as a cooling source again. On the other hand, the sewage 100 in the tank will be heated up to about 37 ° C,
As a result, the activity of microorganisms in the tank becomes active, and the purification capacity for sewage increases. At the same time, cold water 111 is produced from the heat pump 4 and stored in the small heat storage tank 5 by the horn 121. The cold water 112 is sent via the pump 122 to the cold heat utilization means 6 which is a demand destination such as a building according to the heat demand of the air conditioner or the like.

【0017】上記の説明から明らかなように、本実施例
ではヒートポンプ4からの廃熱が曝気槽10の加熱に有効
に利用され、それにより従来例に比較し曝気槽の浄化性
能が増す。そのために、曝気槽10の小型化と下水処理水
101との熱交換器3が不要になる。また夜間は潜熱媒体2
0に蓄熱できるので、下水100の流入量と需要先6の熱需
要量の不一致を吸収するするために別置きされる蓄熱槽
5は不要となるか大幅に小型化でき、省スペース化が可
能である。
As is apparent from the above description, in this embodiment, the waste heat from the heat pump 4 is effectively used for heating the aeration tank 10, and thereby the purification performance of the aeration tank is increased as compared with the conventional example. Therefore, downsizing of aeration tank 10 and sewage treatment water
The heat exchanger 3 with 101 becomes unnecessary. In addition, latent heat medium 2 at night
Since the heat can be stored at 0, the heat storage tank 5 that is separately installed to absorb the inconsistency between the inflow of the sewage 100 and the heat demand of the demand destination 6 is unnecessary or can be significantly downsized, and space can be saved. Is.

【0018】また、このシステムにおいて、ヒートポン
プを作動しない夜中や朝夕においても、潜熱媒体20に蓄
熱された熱により曝気槽10は保温され急激な温度低下は
生じないので、従来のシステムに比べ微生物の活動の抑
制は大きく改善される。阻害されない。投入する潜熱媒
体塊20について説明する。図2にその一実施例を示す。
この潜熱媒体塊20は、内部に後記する潜熱媒体21が薄い
プラスチックの殻22により充填されている。その殻22は
さらに従来知られた固定化微生物すなわち微生物菌体24
を表面近傍に保持したゲル相23で被われている。本実施
例では、ゲル相(特に表面)に微生物が高密度で保持で
きるので、微生物による浄化処理速度を増大できる。殻
22はゲル相の強度と液透過遮断性が優れていれば不要で
ある。また高密度ポリエチレンのように、表面のみ重合
度を増して固化(高密度化)相を形成させることによ
り、その固化相を殻として利用できる。なお、前記した
固定化微生物の一例は、江森ら、「包括固定硝化細菌に
よる下水処理の硝化能の効率化」(第24回水質汚濁学会
講演要旨集(1990)、第393〜394頁)において論及され
ている。
Further, in this system, the aeration tank 10 is kept warm by the heat accumulated in the latent heat medium 20 even during the night or morning and evening when the heat pump is not operated, and a sharp temperature drop does not occur. Inhibition of activity is greatly improved. Not hindered. The latent heat medium mass 20 to be charged will be described. FIG. 2 shows an example thereof.
The latent heat medium mass 20 is filled with a latent heat medium 21 described later by a thin plastic shell 22. The shell 22 further comprises a conventionally known immobilized microorganism, that is, a microbial cell 24.
Is covered with a gel phase 23 that holds the surface near the surface. In this embodiment, since the microorganisms can be retained at a high density in the gel phase (particularly on the surface), the purification treatment rate by the microorganisms can be increased. shell
22 is unnecessary if the strength of the gel phase and the liquid permeation blocking property are excellent. Further, like high-density polyethylene, by increasing the degree of polymerization only on the surface to form a solidified (densified) phase, the solidified phase can be used as a shell. An example of the above-mentioned immobilized microorganism is “Efficiency of nitrification ability of sewage treatment by comprehensively immobilized nitrifying bacteria” (24th Annual Meeting of the Japan Society for Water Pollution (1990), pages 393-394). Has been discussed.

【0019】図3は潜熱媒体塊20の他の実施例を示して
いる。この例においては多数個の潜熱媒体21がゲル相23
中へ分散している。それにより、潜熱媒体21への熱の伝
わりが改善されると同時に、ゲル相23と殻22とが剥離す
るのを有効に防止できる。図4の潜熱媒体塊20のさらに
他の実施例を示している。この例においては、ゲル相24
の表面に多数の凹凸を形成させ、それにより微生物と下
水(被処理水)との接触面積を増大させている。この潜
熱媒体塊20は、液状態の潜熱媒体21に微振動を与えつつ
急冷することにより表面に多数の凹凸を持つ固形状態の
潜熱媒体21を成形し、その表面を殻22となる樹脂材料で
被覆し、そこにゲル相23を担持させる等の方法により得
ることができる。
FIG. 3 shows another embodiment of the latent heat medium mass 20. In this example, a large number of latent heat mediums 21
Dispersed in. Thereby, the transfer of heat to the latent heat medium 21 is improved, and at the same time, the gel phase 23 and the shell 22 can be effectively prevented from peeling off. 5 shows still another embodiment of the latent heat medium mass 20 of FIG. In this example, gel phase 24
A large number of irregularities are formed on the surface of the water, thereby increasing the contact area between microorganisms and sewage (water to be treated). The latent heat medium mass 20 is a solid state latent heat medium 21 having a large number of irregularities on the surface by rapidly cooling while applying a slight vibration to the liquid state latent heat medium 21, and the surface is made of a resin material that becomes a shell 22. It can be obtained by a method of coating and supporting the gel phase 23 thereon.

【0020】なお、潜熱媒体塊20の形状やその製造法も
任意であり、上記のような製造法以外に、従来知られた
造粒法や型押出し法等を用いて製造し得る。造粒法では
球形のものが、型押出し法等では立方体、直方体や円柱
状のものが一般に製造し易いい。外形寸法は4〜20mm程
度のものが、表面積や、流動性そして製造容易性等の観
点からから適している。
The shape of the latent heat medium mass 20 and its manufacturing method are arbitrary, and in addition to the above manufacturing method, a conventionally known granulation method, die extrusion method or the like can be used. Generally, it is easy to manufacture spherical particles by the granulation method, and cubic, rectangular parallelepiped and columnar particles by the die extrusion method. An external dimension of about 4 to 20 mm is suitable from the viewpoints of surface area, fluidity and ease of manufacturing.

【0021】特に図示しないが、固定化微生物すなわち
微生物含有ゲル塊と潜熱媒体塊とを一体化せずに、別々
に作成して曝気槽10内へ混入することも可能であり、同
様に本発明の目的が達成されることは容易に理解されよ
う。このように別々に塊を製造することは、塊製造の容
易化と共に、両塊の寿命に差が有る場合にそのメンテナ
ンスが容易になる利点がある。
Although not particularly shown, the immobilized microorganisms, that is, the microorganism-containing gel mass and the latent heat medium mass may be separately prepared and mixed into the aeration tank 10, and the present invention is also similar. It will be easily understood that the purpose of is achieved. Producing the lumps separately in this manner has the advantages of facilitating the lump production and facilitating the maintenance of the lumps when there is a difference in life.

【0022】本発明において有効に用い得る潜熱媒体と
しては、有機系では、前記した高密度ポリエチレンの他
に、パラフイン、ワックス類(炭素原子数で相変化温度
tmが5〜60℃程度まで変化可能)やカプリル酸(tm=17
℃)、カプリン酸(tm=32℃)、ラウリン酸(tm=42℃)等
の脂肪酸類、及び、各種ポリエチレングリコール等の高
分子有機物類(分子量でtmが変化可能)がある。無機系
では、CaCl2・6H2O(tm=29℃),Na2SO4・10H2O(tm=32℃),Li
ClO3・3H2O(tm=8℃),Na2S2O3・5H2O(tm=50℃),Na2HPO4・12
H2O(tm=35.5℃) 等の他に、LiNO3・3H2O,Ca(NO3)2・4H2O,
Al(NO3)3・9H2O,Na 2CO3・10H2O,FeCl3・6H2Oがある。ま
た、相変化温度tmを変化させるためにNa2SO4(31%),NaC
l(13%),KCl(16%),H2O(40%)の混合系(tm=4℃) 等の共
晶型無機混合物がある。
A latent heat medium which can be effectively used in the present invention
In addition to the high density polyethylene mentioned above,
, Paraffins, waxes (phase change temperature in number of carbon atoms
tm can be changed from 5 to 60 ℃) or caprylic acid (tm = 17
℃), capric acid (tm = 32 ℃), lauric acid (tm = 42 ℃), etc.
Fatty acids and various polyethylene glycols
There are molecular organics (tm can change depending on the molecular weight). Inorganic
Then CaCl2・ 6H2O (tm = 29 ℃), Na2SOFour・ 10H2O (tm = 32 ℃), Li
ClO3・ 3H2O (tm = 8 ℃), Na2S2O3・ 5H2O (tm = 50 ℃), Na2HPOFour・ 12
H2O (tm = 35.5 ℃) etc., LiNO3・ 3H2O, Ca (NO3)2・ 4H2O,
Al (NO3)3・ 9H2O, Na 2CO3・ 10H2O, FeCl3・ 6H2There is O. Well
In order to change the phase change temperature tm, Na2SOFour(31%), NaC
l (13%), KCl (16%), H2O (40%) mixed system (tm = 4 ℃) etc.
There is a crystalline inorganic mixture.

【0023】潜熱媒体として無機系を用いる場合は、過
冷却が生じるのを防止するために、難溶解性のストロン
チウム塩(酸化ストリンチウム等)やバリウム塩(燐酸
1水素バリウム等)、又は物理的に核となる微粒子とし
てアルミ粉末、炭素粉末、粉末吸着剤、珪藻土等の粉末
材料やファイバー材料を核生成剤として添加する。本発
明において有効に用い得るゲル化剤としては、天然有機
重合体として、ゼラチン、でん粉、橋かけ結合でん粉、
セルローズ重合体等があり、合成重合体として、ポリビ
ニールアルコール、ポリアクリル酸、ポリエチレンオキ
サイト、ポロアクリルアミド、ポリメタクリルアミド、
ポリハイドロオキシアルキルメタクリレート、ポリエチ
レングリコール、アクリロニトリルグラフト化加水分解
物、アクリル酸グラフト化物、ポリビニルピリジン、カ
ルボキシメチルセルロース等がある。ゲル化剤の添加量
は、組合せにより多少異なるが、0.5重量%より少ない
とゲル化剤の混合が不均一となり、ゲル生成が不十分と
なって、強度や耐久性が低下する。一方、40重量%を越
えるとゲル構造が破壊されるためにゲル化作用が逆に低
下する。従ってゲル化剤の添加量は、0.5から40重量%
が適当である。
When an inorganic system is used as the latent heat medium, in order to prevent the occurrence of supercooling, a sparingly soluble strontium salt (such as stringium oxide), a barium salt (such as barium monohydrogen phosphate) or a physical medium is used. In addition, aluminum powder, carbon powder, a powder adsorbent, a powder material such as diatomaceous earth, or a fiber material is added as a nucleating agent as the core fine particles. Examples of gelling agents that can be effectively used in the present invention include natural organic polymers such as gelatin, starch, cross-linked starch,
There are cellulose polymers and the like, and as synthetic polymers, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, polyethylene oxide, polyacrylamide, polymethacrylamide,
Examples thereof include polyhydroxyalkyl methacrylate, polyethylene glycol, acrylonitrile grafted hydrolyzate, acrylic acid grafted product, polyvinyl pyridine and carboxymethyl cellulose. The addition amount of the gelling agent is slightly different depending on the combination, but if it is less than 0.5% by weight, the mixing of the gelling agent becomes non-uniform, the gel formation becomes insufficient, and the strength and durability are lowered. On the other hand, if it exceeds 40% by weight, the gel structure is destroyed and the gelling action is decreased. Therefore, the amount of gelling agent added should be 0.5 to 40% by weight.
Is appropriate.

【0024】なお、図12に示した装置と、図1に示した
装置に潜熱媒体21として相変化温度を25℃に調整したパ
ラフイン、ワックスを、殻22にはポリエチレンを用い、
ゲル相23には、菌体に硝化菌を、ゲル化剤にポリエチレ
ングリコールを用いてゲル化して、図2に示すように作
成した潜熱媒体21(重量混合比:菌体3%、ゲル化剤20
%、残りは水)を用いたものとで、比較実験を行ったと
ころ、槽内微生物による浄化能力が20〜30%増大した。
In the apparatus shown in FIG. 12 and the apparatus shown in FIG. 1, paraffin and wax having a phase change temperature adjusted to 25 ° C. are used as the latent heat medium 21, and polyethylene is used for the shell 22.
In the gel phase 23, nitrifying bacteria are used as the bacterial cells and polyethylene glycol is used as the gelling agent to gel the latent heat medium 21 (mixing ratio by weight: bacterial cells 3%, gelling agent). 20
%, The rest was water), and a comparative experiment showed that the purification capacity by the microorganisms in the tank increased by 20 to 30%.

【0025】次に、本発明に浄化型熱利用システムにお
いて有効に用いることのできる熱利用型曝気槽10の構造
に関する他の実施例を以下に示す。図5に示す実施例
は、図1に示す熱利用型曝気槽10が槽内全体を熱交換チ
ューブ12による熱交換領域しているものと異なり、熱交
換チューブ12を持つ熱交換領域を曝気槽10の一部に形成
させている。具体的には、槽内を2つのガイド13で仕切
り、該ガイド13、13で挟まれる区域の下方より空気102
を散気するようにして、その区域を潜熱媒体塊20の菌体
と空気が接触する曝気領域15とし、その外側の区域を潜
熱媒体塊20と熱交換チューブ12が接触して熱交換する熱
交換領域14としている。潜熱媒体塊20は、空気の上昇流
で曝気領域15を上昇し、空気の上昇流の無い熱交換領域
14では自重で沈降することにより、両領域を循環する。
Next, another embodiment of the structure of the heat utilization type aeration tank 10 which can be effectively used in the purification heat utilization system of the present invention will be shown below. The embodiment shown in FIG. 5 is different from the heat utilization type aeration tank 10 shown in FIG. 1 in that the entire inside of the tank has a heat exchange area by a heat exchange tube 12, and the heat exchange area having the heat exchange tube 12 is an aeration tank. Formed in part of 10. Specifically, the inside of the tank is partitioned by two guides 13, and air 102 is placed below the area sandwiched between the guides 13, 13.
The aeration area 15 in which the cells of the latent heat medium mass 20 come into contact with the air, and the area outside the area is contacted by the latent heat medium mass 20 and the heat exchange tube 12 to exchange heat. The exchange area 14 is used. The latent heat medium mass 20 rises in the aeration region 15 by the upward flow of air, and the heat exchange region without the upward flow of air.
At 14, it circulates in both regions by sinking under its own weight.

【0026】一般には浄化に必要な曝気スペースと熱交
換に必要な熱交換スペースとは必ずしも一致しない。両
スペースに大きな相違が有る場合に、本実施例による曝
気槽を用いることは非常に有効である。かつ、本実施例
による曝気槽では、上昇流と下降流が明確に区分される
ため停滞域の発生等に起因する流動不良が無く、潜熱媒
体がスムーズに流動するため接触効率が増大する効果が
ある。
Generally, the aeration space required for purification and the heat exchange space required for heat exchange do not always match. The use of the aeration tank according to the present embodiment is very effective when there is a large difference between the two spaces. Moreover, in the aeration tank according to the present embodiment, since the upflow and the downflow are clearly separated, there is no flow failure due to the occurrence of a stagnant region, etc., and the effect of increasing the contact efficiency because the latent heat medium flows smoothly is there.

【0027】図6に、熱利用型曝気槽10の構造に関する
さらに他の実施例を示す。この例においては、浄化操作
と潜熱媒体への蓄熱(又は放熱)操作とを行う領域と、
放熱(又は蓄熱)操作と熱利用操作とを行う領域とを区
分けした構造となっている。具体的には、熱利用型曝気
槽10で浄化操作と蓄熱(又は放熱)操作を完了した潜熱
媒体塊20を、スラリーポンプ123で外部の熱交換器3’
へ搬送する。熱交換器3’では、潜熱媒体塊20と熱媒体
110が熱交換した後、潜熱媒体塊20は再び熱利用型曝気
槽10に戻され、熱利用型曝気槽10と熱交換器3’を循環
する。
FIG. 6 shows still another embodiment relating to the structure of the heat utilization type aeration tank 10. In this example, a region for performing a cleaning operation and a heat storage (or heat dissipation) operation on the latent heat medium,
It has a structure in which a region for heat dissipation (or heat storage) and a region for heat utilization are divided. Specifically, the latent heat medium mass 20 that has undergone the purification operation and the heat storage (or heat dissipation) operation in the heat utilization type aeration tank 10 is transferred to the external heat exchanger 3 ′ by the slurry pump 123.
Transport to. In the heat exchanger 3 ′, the latent heat medium mass 20 and the heat medium are
After the heat exchange of 110, the latent heat medium mass 20 is returned to the heat utilization type aeration tank 10 again, and circulates through the heat utilization type aeration tank 10 and the heat exchanger 3 ′.

【0028】本実施例では、熱利用型曝気槽として従来
曝気槽と同じ構造のものを用いることができるため、浄
化容量が大きくて(又は浄化速度が小さくて)曝気槽が
大型化する場合、又は従来設備に本発明を適用する場合
に有利となる。次に、本発明による浄化型熱利用システ
ムの他の実施例を説明する。図7は、冬季の浄化熱利用
に適したシステムの実施例である。一般に微生物の活動
は、水温が高いほど活発であり、冬季は水温が低いた
め、微生物の浄化能力が低下する問題がある。そこで本
実施例では、冬季は処理水から回収した熱の一部を曝気
槽の加熱に利用し、冬季の微生物の浄化速度を増大させ
たシステムである。
In this embodiment, since the heat-utilizing aeration tank having the same structure as the conventional aeration tank can be used, when the aeration tank is large due to a large purification capacity (or a small purification speed), Alternatively, it is advantageous when the present invention is applied to conventional equipment. Next, another embodiment of the purifying heat utilization system according to the present invention will be described. FIG. 7 shows an embodiment of a system suitable for utilizing purified heat in winter. Generally, the higher the water temperature, the more active the microorganisms are, and since the water temperature is low in the winter, there is a problem that the purification ability of the microorganisms decreases. Therefore, in this embodiment, a part of the heat recovered from the treated water in winter is used for heating the aeration tank to increase the purification rate of microorganisms in winter.

【0029】本システムの特徴は、図7に示すように、
図1に示した浄化型熱利用システムの下流側に処理水用
熱交換器3を増設し、その処理水用熱交換器3を流路切
替え用3方弁130、131を介して、ヒートポンプ4と熱交
換チューブ12との連接流路側に接続した点、及び、ヒー
トポンプ4と需要である冷温熱利用手段6との連接流路
側を分岐管により分岐して前記ヒートポンプ4と熱交換
チューブ12との連接流路側に接続し、そこに流路切替え
のための2方弁132、133、134を設けたことにある。
The feature of this system is as shown in FIG.
A heat exchanger 3 for treated water is added downstream of the purification heat utilization system shown in FIG. 1, and the heat exchanger 3 for treated water is connected to the heat pump 4 via three-way valves 130, 131 for switching flow paths. Of the heat pump 4 and the heat exchange tube 12 by branching the connection flow path side between the heat pump 4 and the heat exchange tube 12 and the connection flow path side between the heat pump 4 and the demanded cold / heat utilization means 6 by a branch pipe. This is because the two-way valves 132, 133, and 134 for connecting the flow passages are provided and for switching the flow passages.

【0030】夏季は、2方弁132、133を閉じることによ
り、ヒートポンプ4と冷温熱利用手段6との連接流路側
と前記ヒートポンプ4と熱交換チューブ12との連接流路
側との連通を遮断する。また、3方弁130、131を操作し
てヒートポンプ4と熱交換チューブ12との連接流路側と
処理水用熱交換器3との接続も遮断する。その結果、図
1と同様に熱媒体110は熱利用型曝気槽10の熱交換チュ
ーブ12とヒートポンプ4の間を循環し、冷熱発生時の冷
却水として利用する。
In the summer, by closing the two-way valves 132 and 133, the communication between the connection flow path side between the heat pump 4 and the cold / heat utilization means 6 and the connection flow path side between the heat pump 4 and the heat exchange tube 12 is cut off. . Further, the three-way valves 130 and 131 are operated to cut off the connection between the connection flow path side of the heat pump 4 and the heat exchange tube 12 and the treated water heat exchanger 3. As a result, as in the case of FIG. 1, the heat medium 110 circulates between the heat exchange tube 12 of the heat utilization type aeration tank 10 and the heat pump 4 and is used as cooling water when cold heat is generated.

【0031】一方冬季は、一方において、3方弁130、1
31を操作して熱媒体110を処理水101の熱交換器3とヒー
トポンプ4の間を循環させ、温熱発生時の熱源水として
利用する。ヒートポンプ4から発生する温熱は熱媒体11
1を介して得られるが、2方弁132、133、134の開度を調
節して、熱媒体111の一部を熱利用型曝気槽10の熱交換
チューブ12に流して槽内の微生物を加熱し浄化速度を促
進させ、残りの熱媒体111は蓄熱槽5に貯められる。本
実施例により、冬季はビル6の暖房と共に微生物の浄化
速度を促進できるため、冬季も熱利用と浄化能力の増大
が可能となる。
On the other hand, in winter, on the other hand, three-way valves 130, 1
31 is operated to circulate the heat medium 110 between the heat exchanger 3 and the heat pump 4 of the treated water 101, and is used as heat source water when heat is generated. The heat generated from the heat pump 4 is the heat medium 11
Although it is obtained via 1, the opening degree of the two-way valves 132, 133, 134 is adjusted so that a part of the heat medium 111 is flown into the heat exchange tube 12 of the heat utilization type aeration tank 10 to remove the microorganisms in the tank. The heating medium is heated to accelerate the purification speed, and the remaining heat medium 111 is stored in the heat storage tank 5. According to the present embodiment, since the purification rate of microorganisms can be promoted together with the heating of the building 6 in the winter, it is possible to increase the heat utilization and the purification capacity in the winter.

【0032】またこの実施例のシステムでは、下水100
や処理水101の流量、不純物濃度、温度の変動や、冷水
(温水)112の温度、流量変動を検出して2方弁132、13
4等の開度を調節し、熱媒体111の曝気槽10への戻り量を
制御する制御器17が設置されている。冬季に、下水の処
理負荷が増大又は水温低下した場合は、制御器17の作動
により、熱媒体111の曝気槽10への戻り量を増大させ、
逆に、暖房負荷が増大した場合は、処理水の水質を維持
出来る範囲で、戻り量を減少させ、常に最適な処理速度
で最大の熱回収ができるように制御する。
Further, in the system of this embodiment, the sewage 100
And two-way valves 132 and 13 by detecting the flow rate, impurity concentration, and temperature fluctuations of the treated water 101 and the temperature and flow rate fluctuations of the cold water (warm water) 112.
A controller 17 is installed which adjusts the opening degree of 4 or the like and controls the return amount of the heat medium 111 to the aeration tank 10. In the winter, when the sewage treatment load increases or the water temperature decreases, the controller 17 is actuated to increase the return amount of the heat medium 111 to the aeration tank 10,
On the contrary, when the heating load increases, the return amount is reduced within a range in which the quality of the treated water can be maintained, and the maximum heat recovery is always performed at the optimal treatment speed.

【0033】図8は、微生物処理速度が小さい硝化菌や
脱窒菌を用いた浄化に適したシステムの実施例である。
このシステムは、曝気槽10が脱窒菌を用いた嫌気槽18と
硝化菌を用いた好気槽19より構成され、さらに熱交換器
3’を曝気槽10の下水側(上流側)に設置した点で前記
図7に示したシステムと異なっており、他の構成は前記
図7に示したシステムと同様である。本システムでは、
処理速度の小さい硝化菌や脱窒菌が温度が高いほど処理
速度が増大するという温度依存性が高いことに着目した
ものである。
FIG. 8 shows an embodiment of a system suitable for purification using nitrifying bacteria and denitrifying bacteria having a low microbial treatment rate.
In this system, the aeration tank 10 is composed of an anaerobic tank 18 using denitrifying bacteria and an aerobic tank 19 using nitrifying bacteria, and a heat exchanger 3 ′ is installed on the sewage side (upstream side) of the aeration tank 10. The system is different from the system shown in FIG. 7 in the point, and the other configuration is the same as the system shown in the FIG. 7. In this system,
It was noted that nitrifying bacteria and denitrifying bacteria, which have a low treatment rate, have a high temperature dependency that the treatment rate increases as the temperature increases.

【0034】すなわち、夏季は、図7のシステムと同様
に、2方弁132、133を閉じることにより、ヒートポンプ
4と需要先6との連接流路側と前記ヒートポンプ4と熱
交換器3’との連接流路側との連通を遮断する。また、
3方弁130、131を操作してヒートポンプ4と熱交換器
3’との連接流路側と処理水用熱交換器3との接続も遮
断する。その結果、図1と同様に熱媒体110は熱交換器
3とヒートポンプ4の間を循環し、ヒートポンプ4の冷
却源として活用する。同時に、ヒートポンプ4から回収
した熱を、熱交換器3’を介して下水100の加熱し、曝
気槽10の処理温度を上昇させ微生物の浄化処理速度を増
大できる。
That is, in the summer, as in the system shown in FIG. 7, the two-way valves 132 and 133 are closed to connect the heat pump 4 and the demand destination 6 to the connection flow path side, the heat pump 4 and the heat exchanger 3 '. Blocks communication with the connecting flow path side. Also,
By operating the three-way valves 130 and 131, the connection between the heat exchanger 4 for heat pump 4 and the heat exchanger 3 for treated water and the connecting flow path side of the heat pump 4 and the heat exchanger 3'is also cut off. As a result, as in FIG. 1, the heat medium 110 circulates between the heat exchanger 3 and the heat pump 4 and is utilized as a cooling source for the heat pump 4. At the same time, the heat recovered from the heat pump 4 is heated by the sewage 100 via the heat exchanger 3 ′ to raise the treatment temperature of the aeration tank 10 and increase the purification treatment rate of microorganisms.

【0035】一方冬季は、下水100の温度が下がり微生
物の活性が低下するので、3方弁130、131等を制御器17
を介して又は手動により操作し、処理水101から熱交換
器3により熱媒体110を介してヒートポンプ4の熱源と
して昇温熱回収し、図7のシステムの場合と同様に、熱
媒体111の一部又は全部を熱交換器3’へ流して下水100
の加熱に活用する。それにより、冬季の温度低下による
微生物の浄化速度の低下が解消できる。
On the other hand, in winter, the temperature of the sewage 100 decreases and the activity of microorganisms decreases.
Via the heat exchanger 3 or by manual operation to recover heat from the treated water 101 as the heat source of the heat pump 4 by the heat exchanger 3 via the heat medium 110, and as in the case of the system of FIG. Or, let the whole flow into the heat exchanger 3'and sewage 100
Utilize for heating. As a result, the reduction in the purification rate of microorganisms due to the decrease in temperature in winter can be eliminated.

【0036】例えば、硝化菌の場合は、温度が5℃上が
ると、処理速度が20%増大し、処理能力の増大または曝
気槽の小型化ができる。上記システムの運転において
も、図7のシステムの場合と同様に下水100や処理水101
の流量、不純物濃度、温度の変動や冷水(温水)112の
温度、流量変動を検出し制御器17で2方弁132、134等の
開度を調節する。なお、他の例として、熱交換器3’を
曝気槽10内に設置してもよく、それにより設備の小型化
が可能となる。また処理対象物や水質目標値により嫌気
槽18と好気槽19を複数個設置してもよい。
For example, in the case of nitrifying bacteria, when the temperature rises by 5 ° C., the treatment rate increases by 20%, the treatment capacity can be increased or the aeration tank can be downsized. Also in the operation of the above system, as in the case of the system of FIG.
Flow rate, impurity concentration, temperature fluctuation of cold water (warm water) 112, and flow rate fluctuation are detected, and the controller 17 adjusts the openings of the two-way valves 132, 134. As another example, the heat exchanger 3 ′ may be installed in the aeration tank 10, which enables downsizing of the equipment. Further, a plurality of anaerobic tanks 18 and aerobic tanks 19 may be installed depending on the object to be treated and the target water quality value.

【0037】以上に説明した実施例は、本発明による上
質化処理における熱利用システムを下水の処理システム
に適用した場合の例であるが、次に、本発明によるシス
テムを上水処理システムに適用する場合について図9に
基づき説明する。すなわち、この実施例は、水温調整に
よるおいしい飲料水製造プロセスと暖房及び/又は給湯
プロセスとの間で、相互に熱の融通を行うようにした上
質化処理における熱利用システムである。
The embodiment described above is an example in which the heat utilization system in the upgrading process according to the present invention is applied to a sewage treatment system. Next, the system according to the present invention is applied to a tap water treatment system. The case of doing so will be described with reference to FIG. In other words, this embodiment is a heat utilization system in the upgrading process in which heat is mutually exchanged between the delicious drinking water production process by adjusting the water temperature and the heating and / or hot water supply process.

【0038】飲料水のおいしさは水温に大きく影響さ
れ、15℃から20℃(特に17℃前後)が適当とされてい
る。このシステムでは、原水200を取水源151からポンプ
152で浄水場150へ送り上水201を製造し、各配水池153を
介して工場用水161、家庭用水162、飲料水163等に送ら
れる。さらに、この実施例においては、飲料水として送
られる配水池153と家庭用水として送られる配水池153'
とにそれぞれ熱交換チューブ12、12'を設置し、切り換
え弁171を介して、ヒートポンプ4に接続している。さ
らに、ヒートポンプ4は、直接又は蓄熱槽5を介してビ
ル等の冷温熱利用手段6に接続している。
The taste of drinking water is greatly influenced by the water temperature, and it is said that 15 to 20 ° C. (especially around 17 ° C.) is suitable. This system pumps 200 raw water from a water source 151.
At 152, the clean water 201 is sent to the water purification plant 150, and is sent to factory water 161, household water 162, drinking water 163, etc. via each distribution reservoir 153. Furthermore, in this embodiment, the distribution reservoir 153 for drinking water and the distribution reservoir 153 'for household water are provided.
Heat exchange tubes 12 and 12 ′ are installed in and, respectively, and are connected to the heat pump 4 via a switching valve 171. Further, the heat pump 4 is connected to the cold / heat utilization means 6 such as a building directly or through the heat storage tank 5.

【0039】通常は、飲料水として送られる配水池153
に設置された熱交換チューブ12を介して、配水池153の
熱量をヒートポンプ4の熱源として回収し、その熱をビ
ル等の冷温熱利用手段6に暖房や給湯として供給する。
それにより、同時に配水池153の上水201は水温が低下し
飲料に適した温度(17℃前後)で飲料水163として各家
庭へ送られる。場合によっては、冷温熱利用手段6から
の回収熱を熱交換チューブ12'を介して配水池153'に放
出することにより家庭用水として送られる上水の温度を
上昇させるようにしてもよい。なお、この実施例におい
て、家庭用水として送られる配水池153'とにそれぞれ熱
交換チューブ12'を設置することが必ずしも必須でない
ことは容易に理解されよう。
The distribution reservoir 153, which is normally sent as drinking water
The heat quantity of the distribution reservoir 153 is recovered as a heat source of the heat pump 4 via the heat exchange tube 12 installed in the heat pump, and the heat is supplied to the cold heat utilization means 6 such as a building for heating or hot water supply.
As a result, the water temperature of the distribution water 153 is lowered at the same time, and the water is sent to each household as drinking water 163 at a temperature (about 17 ° C.) suitable for drinking. In some cases, the temperature of the tap water sent as domestic water may be raised by discharging the heat recovered from the cold / heat utilization means 6 to the water distribution reservoir 153 ′ via the heat exchange tube 12 ′. It should be easily understood that, in this embodiment, it is not always necessary to install the heat exchange tubes 12 ′ in the distribution reservoir 153 ′ that is sent as domestic water.

【0040】以上は、水の上質化を対象とした実施例で
あるが、本発明による上質化処理における熱利用システ
ムは、排ガス等の気体の上質化にも適用することができ
る。図10は、ガスの上質化(浄化)を対象にした実施例
を示す。このシステムは、蒸気発生用ボイラ140と排ガ
ス141の浄化装置142と、上記他の実施例の場合と同様な
熱利用手段とから構成される。浄化装置142には、排ガ
ス141中のSOX、NOX等の有害不純物を除去するための活
性炭やゼオライト等の吸着剤からなる浄化剤塊180が充
填され、かつ熱交換チューブ12が設置されている。な
お、この例におけるように、上質化処理手段から十分高
い温度を回収することが予定される場合には、熱輸送手
段としてヒートポンプは必ずしも必要ではなく、そのま
まの状態で冷温熱利用手段側と熱融通することも可能で
ある。
Although the above is an example for improving the quality of water, the heat utilization system in the quality improving treatment according to the present invention can be applied to the quality improvement of gas such as exhaust gas. FIG. 10 shows an embodiment for improving (purifying) gas. This system comprises a steam generating boiler 140, a purifier 142 for exhaust gas 141, and heat utilization means similar to those in the other embodiments. The purification device 142 is filled with a purification agent lump 180 made of an adsorbent such as activated carbon or zeolite for removing harmful impurities such as SO X and NO X in the exhaust gas 141, and the heat exchange tube 12 is installed. There is. Note that, as in this example, when it is planned to recover a sufficiently high temperature from the upgrading processing means, a heat pump is not necessarily required as the heat transporting means, and the heat pump and the cold heat utilizing means side are not required to be used as they are. Flexibility is also possible.

【0041】図11には、好適に用いられる浄化剤塊180
の一実施例を示す。このものは、浄化剤182の内部に潜
熱媒体181が充填された形式であり、その形状や寸法に
ついては、前記図2、3、4に示したものと同様であ
る。この浄化剤塊180は、内部に潜熱媒体182を封じ込め
た状態で、粉末又は粒状活性炭をバインダーで造粒して
いる。潜熱媒体の選定は処理すべき排ガス温度により、
前記した潜熱媒体を適宜選定すればよい。また、浄化剤
が液状の吸収剤の場合は、潜熱媒体のみをカプセル化し
たものに、吸収剤を散布しながら排ガスを流す方式が好
適に用いられる。
FIG. 11 shows a purifier block 180 that is preferably used.
An example will be shown. This is a type in which a latent heat medium 181 is filled inside a purifying agent 182, and its shape and dimensions are the same as those shown in FIGS. The purifier block 180 is formed by granulating powder or granular activated carbon with a binder in a state in which the latent heat medium 182 is enclosed. The selection of latent heat medium depends on the exhaust gas temperature to be treated,
The latent heat medium described above may be appropriately selected. Further, when the purifying agent is a liquid absorbent, a method in which the exhaust gas is flowed while the absorbent is sprinkled into a capsule in which only the latent heat medium is encapsulated is preferably used.

【0042】一般に吸着剤は、ガスを吸着すると発熱
し、吸着能力は温度が低い方が増加する傾向にある。本
実施例においては、浄化装置142では浄化剤塊150の潜熱
媒体に熱を与えながら、吸着熱を冷却し吸着速度の低下
を防止できる。一方潜熱媒体に貯蔵した熱は熱交換チュ
ーブ12で熱媒体110を介してヒートポンプ4の熱源とし
て熱回収し、温熱利用手段6側に供給することができ
る。
Generally, the adsorbent tends to generate heat when adsorbing a gas, and its adsorbing capacity tends to increase as the temperature lowers. In the present embodiment, the purifying device 142 can cool the adsorption heat while applying heat to the latent heat medium of the purifying agent mass 150 to prevent the adsorption rate from decreasing. On the other hand, the heat stored in the latent heat medium can be recovered by the heat exchange tube 12 via the heat medium 110 as a heat source of the heat pump 4 and supplied to the heat utilization means 6 side.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明による上質化処理における熱利用
システムによれば、液体又は気体の上質化処理手段と冷
温熱利用手段との間に好ましくはヒートポンプのような
熱輸送手段を介在させて、前記上質化処理手段側と前記
冷温熱利用手段側の間で、前記ヒートポンプを媒介とし
て、相互に熱を融通し合うようしたことにより、対象設
備の小型化のみならず、被処理物の上質化能力の増大と
熱利用率の増大が可能となる。
According to the heat utilization system in the upgrading process of the present invention, a heat transport means such as a heat pump is preferably interposed between the liquid or gas upgrading process means and the cold heat utilization means, Between the quality improvement processing means side and the cold / heat utilization means side, the heat pump serves as an intermediary for mutual heat exchange, which not only downsizes the target equipment but also improves the quality of the object to be processed. It is possible to increase capacity and heat utilization rate.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明となる微生物浄化熱利用統合システムの
構成例である。
FIG. 1 is a configuration example of a microbial purification heat utilization integrated system according to the present invention.

【図2】本システムに用いる代表的な潜熱媒体塊の断面
図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a typical latent heat medium mass used in the present system.

【図3】本システムに用いる他の潜熱媒体塊の断面図で
ある。
FIG. 3 is a cross-sectional view of another latent heat medium mass used in the present system.

【図4】本システムに用いる浄化速度促進型の潜熱媒体
塊の断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a purification rate acceleration type latent heat medium mass used in the present system.

【図5】本システムの流動改善に適した熱利用型曝気槽
の断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a heat utilization type aeration tank suitable for improving the flow of the present system.

【図6】本システムの大量処理に適した熱利用型曝気槽
の断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a heat-utilization type aeration tank suitable for mass processing of the present system.

【図7】冬季運転に適した微生物浄化熱利用統合システ
ムの構成例である。
FIG. 7 is a configuration example of a microbial purification heat utilization integrated system suitable for winter operation.

【図8】窒素/ 有機物同時除去型微生物浄化熱利用統合
システムの構成例である。
FIG. 8 is an example of the configuration of a nitrogen / organic matter simultaneous removal type microbial purification heat utilization integrated system.

【図9】良質な上水製造に適した水浄化熱利用統合シス
テムの構成例である。
FIG. 9 is a structural example of a water purification heat utilization integrated system suitable for producing good quality water.

【図10】除去性能向上型排ガス浄化熱利用統合システ
ムの構成例である。
FIG. 10 is a configuration example of an integrated system for utilizing exhaust gas purification heat with improved removal performance.

【図11】排ガス対象システム(図10)に用いる代表的
な潜熱媒体塊の断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view of a typical latent heat medium mass used in the exhaust gas target system (FIG. 10).

【図12】従来の微生物浄化熱利用分離システムの構成
例である。
FIG. 12 is a configuration example of a conventional microbial purification heat utilization separation system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2…沈殿槽、4…ヒートポンプ、5…蓄熱層、6…冷温
熱利用手段、10…曝気層、12…熱交換チューブ、20…潜
熱媒体塊
2 ... Settling tank, 4 ... Heat pump, 5 ... Heat storage layer, 6 ... Cooling / heat utilization means, 10 ... Aeration layer, 12 ... Heat exchange tube, 20 ... Latent heat medium mass

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F25B 27/00 Z 7616−3L F28D 20/00 D E (72)発明者 馬場 研二 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Internal reference number FI Technical display location F25B 27/00 Z 7616-3L F28D 20/00 DE (72) Inventor Kenji Baba Hitachi City, Ibaraki Prefecture 7-1-1 Omika-cho, Hitachi, Ltd. Hitachi Research Laboratory

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 液体又は気体の上質化処理手段と冷温熱
利用手段との間に熱輸送手段を介在させている熱利用シ
ステムであって、前記上質化処理手段側と前記冷温熱利
用手段側の間で、前記熱輸送手段を媒介として、相互に
熱を融通し合うようにされていることを特徴とする、上
質化処理における熱利用システム。
1. A heat utilization system in which a heat transport means is interposed between a liquid or gas upgrading treatment means and a cooling / heating utilization means, wherein the upgrading treatment means side and the cooling / heating utilization means side. A heat utilization system in a refining process, characterized in that heat is mutually exchanged through the heat transfer means as a medium.
【請求項2】 請求項1記載の上質化処理における熱利
用システムにおいて、熱輸送手段がヒートポンプである
ことを特徴とする上質化処理における熱利用システム。
2. The heat utilization system in the upgrading process according to claim 1, wherein the heat transport means is a heat pump.
【請求項3】 請求項1又は2記載の上質化処理におけ
る熱利用システムにおいて、上質化処理手段側に伝熱媒
体として相変化時の吸発熱現象(潜熱授受)を利用した
潜熱媒体を用いることを特徴とする上質化処理における
熱利用システム。
3. The heat utilization system in the upgrading process according to claim 1 or 2, wherein a latent heat medium utilizing an endothermic heat generation phenomenon (latent heat transfer) during a phase change is used as a heat transfer medium on the side of the upgrading process. A heat utilization system in the upgrading process.
【請求項4】 請求項1又は2記載の上質化処理におけ
る熱利用システムにおいて、上質化処理手段はその上質
化処理を微生物等の菌体により行うことを特徴とする上
質化処理における熱利用システム。
4. The heat utilization system in the quality improving process according to claim 1 or 2, wherein the quality improving process means performs the quality improving process with cells such as microorganisms. .
【請求項5】 請求項4記載の上質化処理における熱利
用システムにおいて、前記菌体としてゲル状物質内に固
定化した菌体を用いることを特徴とする上質化処理にお
ける熱利用システム。
5. The heat utilization system in the quality up treatment according to claim 4, wherein the cells immobilized in a gel-like substance are used as the cells.
【請求項6】 請求項1又は2記載の上質化処理におけ
る熱利用システムにおいて、伝熱媒体としての潜熱媒体
と上質化処理を行う微生物等の菌体とが混合した複合塊
を上質化処理手段側に用いることを特徴とする上質化処
理における熱利用システム。
6. The heat utilization system in the upgrading process according to claim 1 or 2, wherein a complex mass obtained by mixing a latent heat medium as a heat transfer medium and a microbial cell such as a microorganism for performing the upgrading process is used as the upgrading process means. A heat utilization system in the upgrading process characterized by being used on the side.
【請求項7】 請求項6記載の上質化処理における熱利
用システムにおいて、前記複合塊は、前記菌体を固定化
したゲル状物質の内部に前記潜熱媒体を一つまたは複数
個分散させたものである特徴とする上質化処理における
熱利用システム。
7. The heat utilization system in the upgrading process according to claim 6, wherein the complex mass is one in which one or more latent heat mediums are dispersed in a gel-like substance on which the bacterial cells are immobilized. A heat utilization system in the upgrading process.
【請求項8】 請求項7記載の上質化処理における熱利
用システムにおいて、前記複合塊は、前記菌体を固定化
したゲル状物質の表面形状が凹凸を有している特徴とす
る上質化処理における熱利用システム。
8. The heat utilization system in the quality improving process according to claim 7, wherein the composite mass has a gel-like substance on which the bacterial cells are immobilized, the surface shape of which is uneven. Heat utilization system in Japan.
【請求項9】 請求項1、2又は6記載の上質化処理に
おける熱利用システムにおいて、上質化処理手段は上質
化処理槽と熱交換手段とを有し、両者間を前記潜熱媒体
又は複合塊が流動循環することを特徴とする上質化処理
における熱利用システム。
9. The heat utilization system in the quality improvement process according to claim 1, 2 or 6, wherein the quality improvement treatment means has a quality improvement treatment tank and a heat exchange means, and the latent heat medium or the composite mass is provided between them. A heat utilization system in the upgrading process, which is characterized by fluid circulation.
【請求項10】 請求項1又は2記載の上質化処理にお
ける熱利用システムにおいて、上質化処理として、嫌気
性微生物処理及び/又は好気性微生物処理とを行い、処
理後の処理水から回収した熱を微生物処理の加熱に利用
することを特徴とする上質化処理における熱利用システ
ム。
10. The heat utilization system in the upgrading process according to claim 1 or 2, wherein anaerobic microbial treatment and / or aerobic microbial treatment is performed as the upgrading treatment, and heat recovered from the treated water after the treatment. A heat utilization system in the upgrading process, wherein the heat utilization system is used for heating of microbial treatment.
【請求項11】 請求項1又は2記載の上質化処理にお
ける熱利用システムにおいて、上質化処理が上水化処理
又は下水の浄化処理であることを特徴とする上質化処理
における熱利用システム。
11. The heat utilization system in the quality improvement process according to claim 1 or 2, wherein the quality improvement process is a water purification process or a sewage purification process.
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