JP6709036B2

JP6709036B2 - 温水回収システム

Info

Publication number: JP6709036B2
Application number: JP2015222442A
Authority: JP
Inventors: 明郎中川; 浩赤松
Original assignee: 岩井ファルマテック株式会社
Priority date: 2015-11-12
Filing date: 2015-11-12
Publication date: 2020-06-10
Anticipated expiration: 2035-11-12
Also published as: JP2017087161A

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。

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。

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）。

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。

特開平５−２６０９４０号公報特開２０１５−１１７９０９号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本発明の一実施形態の温水回収システムの構成を示す説明図である。

以下、実施形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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２０ｍ^３／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

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ＣＯ_２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。

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

Claims

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。
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ことを特徴とする請求項１記載の温水回収システム。
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膜であることを特徴とする請求項１又は２記載の温水回収システム。