(57)【要約】【課題】灌漑用水や中水などに用いることのできる再利用水を廃水（非清浄水）から効率的に回収する凍結濃縮廃水処理装置を提供する。【解決手段】廃水を過冷却する過冷却水製造熱交換器と、前記過冷却水製造熱交換器へ供給される廃水中の懸濁物を除去する懸濁物除去手段と、前記過冷却水製造熱交換器によって過冷却された過冷却廃水の過冷却解除を行い、前記廃水中に氷粒を発生させる過冷却解除手段と、前記氷粒を含む廃水から氷粒を分離し、分離した氷粒から清浄な再利用水を得る再利用水生成手段とを有する装置を、再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置として用いる。【選択図】        図１
2006314968.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃水を過冷却する過冷却水製造熱交換器と、
前記過冷却水製造熱交換器へ供給される廃水中の懸濁物を除去する懸濁物除去手段と、
前記過冷却水製造熱交換器によって過冷却された過冷却廃水の過冷却解除を行い、前記廃水中に氷粒を発生させる過冷却解除手段と、
前記氷粒を含む廃水から氷粒を分離し、分離した氷粒から清浄な再利用水を得る再利用水生成手段と、
を有することを特徴とする再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置。
【請求項２】
前記懸濁物除去手段が精密濾過膜分離槽であることを特徴とする請求項１に記載の再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置。
【請求項３】
前記精密濾過膜分離槽には有用微生物が添加されていることを特徴とする請求項２に記載の再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置。
【請求項４】
前記懸濁物除去手段が凝集濾過装置であることを特徴とする請求項１に記載の再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置。
【請求項５】
前記懸濁物除去手段が加圧浮上装置であることを特徴とする請求項１に記載の再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置。
【請求項６】
前記懸濁物除去手段が泡沫分離装置であることを特徴とする請求項１に記載の再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置。
【請求項７】
さらに、前記過冷却水製造熱交換器へ供給される廃水の温度を一定に保つ廃水恒温化手段を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置。
【請求項８】
前記廃水恒温化手段が、外部からの流入廃水を撹拌下で一時的に貯留し、貯留した廃水を前記過冷却水製造熱交換器に供給する循環タンクを有することを特徴とする請求項７に記載の再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置。
【請求項９】
前記循環タンクに流入される廃水の少なくとも一部を太陽熱に曝し、その後に該循環タンクに供給する屋外温度調整配管が付設されていることを特徴とする請求項８に記載の再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置。
【請求項１０】
前記再利用水生成手段によって得られた再利用水を装置外に供給する再利用水供給管が付設され、該供給管の一部に太陽光被照射部が設けられ、該太陽光被照射部から下流の配管が少なくとも部分的に前記循環タンク内を通過していることを特徴とする請求項８に記載の再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置。
【請求項１１】
前記再利用水生成手段が、前記過冷却解除手段の下部に設けられるとともに廃水源からの廃水が注入される製氷タンクと、該製氷タンクから排出された氷粒を洗浄する洗浄手段と、該洗浄手段から排出された洗浄水と氷粒とを分離する分離機とから構成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置。
【請求項１２】
前記洗浄手段が清浄水を満たした洗浄槽であることを特徴とする請求項１１に記載の再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置。
【請求項１３】
前記洗浄手段が温風装置であることを特徴とする請求項１１に記載の再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置。
【請求項１４】
前記洗浄手段が清浄水を散布するシャワー装置であることを特徴とする請求項１１に記載の再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置。
【請求項１５】
前記再利用水生成手段が、その先端に前記過冷却解除手段が固定される回転軸と、この回転軸に該回転軸を囲むように固定された倒立円錐状の固液分離壁とを有してなる遠心分離装置であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置。
【請求項１６】
前記再利用水生成手段に生成した再利用水を装置外に供給する再利用水供給管が付設され、該供給管には太陽熱による殺菌構造が設けられていることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、日用排水や各種下水、地下塩水、雨水などの非清浄水（廃水）から再利用可能な水を簡易に回収することのできる凍結濃縮廃水処理装置に関するものである。なお、本発明では、処理対象とする前記非清浄水を廃水という語に代表させて、本発明の説明を行う。
【背景技術】
【０００２】
水は、動植物にとっての最重要資源であり、どのような地域においてもその重要性に遜色はない。しかし、その供給容易性から考えると、乾燥地帯などの利用可能な水量が極度に少ない地域では、特に水の確保が最重要課題であると言っても過言ではない。このような地域においては、特に大量に必要な灌漑用水などの確保は、大変困難であり、その確保には、様々な試みがなされている。
【０００３】
まず、地下水の汲み上げにより、用水を確保することが行われている。この地下水を汲み上げて灌漑用水として用いる方法では、灌漑用水への用途であるため使用水量が多く、地下水の水位を低下させ、ひいては地下水の枯渇に至ることになる。
【０００４】
その他の方法として、集中下水処理場を設け、下水を浄化して再利用水を得て、この再利用水を灌漑水に用いる試みがなされている。この方法では、集中下水処理場を建設するだけで多大なコストが必要であり、また、下水を浄化するために用いられる逆浸透膜処理の運転コストが高く、これら設備投資および運転コストをまかなうための莫大な資金が必要となる。その一方で、下水処理を放置した場合、各種廃水は垂れ流し状態となるため、水質汚染、ひいては環境汚染が深刻化することになる。
【０００５】
前述のような水資源が少なく、かつ下水道が普及していない地域における各種用水の経済的確保を考えた場合、大規模な集中下水処理施設ではなく、分散型の比較的小型の再利用水製造装置が必要であることに、思い至る。このような分散型の比較的小型の再利用水製造装置に転用できそうな装置として、廃水の減量を目的に開発された凍結濃縮廃水処理装置を挙げることができる（特許文献１）。
【０００６】
前記凍結濃縮廃水処理装置は、過冷却した廃水を利用してシャーベット状の氷（氷粒）を連続的に生成し、生成した氷粒を機械的に分離する装置である。この装置では、図１０に示すように、製氷タンク１０１１内に撹拌翼１０１２が備えられており、パイプ１０１３を介して廃水Ｈが供給される。製氷タンク１０１１の内周壁の上部には、過冷却解除板１０１４が配置されている。そして、製氷タンク１０１１内の廃液Ｈは過冷却水製造熱交換器１０１５にて過冷却された後、製氷タンク１０１１内に戻されるが、この時、過冷却解除板１０１４に向かって噴射される。過冷却された廃水Ｈは過冷却解除板１０１４に衝突することにより、瞬間的にその一部に氷Ｉが生成する。生成したシャーベット状の氷Ｉと液のままの過冷却された廃水Ｈが製氷タンク１０１１内に貯留される。したがって、製氷タンク１０１１内には、廃水Ｈ（パイプ１０１３から供給された廃水と、過冷却水製造熱交換器１０１５にて冷却された後に戻された廃水との混合廃水）と氷Ｉが混在することになり、これら廃水Ｈと氷Ｉは撹拌翼１０１２により撹拌される。
【０００７】
前記製氷タンク１０１１内の氷Ｉは廃水Ｈととともに遠心分離機１０１６に供給され、この遠心分離機１０１６により廃水Ｈと氷Ｉとは機械的に分離される。氷Ｉは清澄な氷結晶であり、不純物は含んでいない。したがって、氷Ｉを分離していくことにより、廃水Ｈ中の水分量が減り、その分だけ、廃水Ｈの濃度が濃くなっていく。
【０００８】
前記遠心分離機１０１６にて分離された廃液Ｈは、再び過冷却水製造熱交換器１０１５に供給される。廃水Ｈは不純物を含むため、その氷点は０℃より低くなっている。そのため、廃水Ｈは過冷却水製造熱交換器１０１５により−０．５から−２．０℃程度までに冷却され、過冷却状態にされる。このように過冷却された廃水Ｈは、過冷却解除板１０１４に衝突して過冷却解除され、氷Ｉが生成される。
【０００９】
前記遠心分離機１０１６によって分離された氷Ｉは、氷融解熱交換器１０１７に供給され、この氷融解熱交換器１０１７において融解されて融解水Ｗとなる。この融解水Ｗの汚れ濃度は、排出水質基準以下となる。
【００１０】
このように、従来の凍結濃縮廃水処理装置は、廃水Ｈ中から水分のみを氷Ｉとして取り出し、この氷Ｉを融解水Ｗとして排出する機能を有している。この凍結濃縮廃水処理装置は、廃水処理において廃棄物として処理される廃水量を減容することを主目的としており、連続的に氷を生成させ、生成した氷を廃水から分離除去することにより、廃水Ｈを濃縮し、廃棄物とする廃水量を減容する。この凍結濃縮廃水処理装置では、廃水を当初の投入量に対して１０分の１程度に減容することができ、廃水の処理コストを低減可能としている。なお、図中の符号１０１８は、前記製氷タンク１０１１内の廃水と、前記分離機１０１６にて分離された廃水とを前記過冷却水製造熱交換器１０１５へ供給する廃水循環供給管を示す。
【００１１】
前記凍結濃縮廃水処理装置を分散型の比較的小型の再利用水製造装置に転用することにより、水資源が少なく下水道の設置が不十分な地域における灌漑用水などに利用可能な水量を、環境の汚染や破壊を伴うことなく、確保可能となるものと期待される。
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−２７５７４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、実際に前記凍結濃縮廃水処理装置を再利用水製造装置として使用してみると、以下のような問題点があり、解決しなければならないことが、判明した。
【００１４】
（１）  廃水中には、通常、紙の滓などからなる縣濁物が含まれているが、過冷却された廃水が過冷却解除されることにより氷粒を生じるプロセスにおいて、縣濁物は氷粒の生成を妨害する作用を担うので、縣濁物の含有量によって、氷粒の生成量が大きく影響される。また、廃水中に縣濁物が存在すると、過冷却解除によって氷粒が生成する際に、縣濁物は氷粒内に取り込まれてしまうため、氷粒を融解させて得られる再利用水に縣濁物が混入して、水質を汚染することになる。また、縣濁物は、氷核となり得るので、縣濁物が含まれた未処理水（廃水）が過冷却水製造熱交換器に導入されると、その場で過冷却解除現象が起こり、配管が閉塞（氷結）してしまう可能性が高くなる。
【００１５】
（２）  過冷却状態の水は環境温度や外部からの物理的刺激によって容易に氷化する。そのため、過冷却解除板と呼称される板状部材に過冷却水を衝突させることによって、氷粒が得られる。しかし、過冷却水の水温は、過冷却水とする廃水の組成によって微妙に変動し、それに伴って、氷化の程度も変動する。理想的には、過冷却解除板に衝突した過冷却水は、過冷却板から流れ落ちると同時に氷粒化して、製氷タンク内に落下する。ところが、環境温度や、廃水の組成の変動によって、同一運転条件であっても、過冷却板に衝突した時の氷化速度が速く、過冷却板上に氷結する場合がある。過冷却板上に氷結が始まると、その氷結層は経時的に成長しやすく、成長が続くと、過冷却板の上部に位置する過冷却水供給管を閉塞するに至ることがある。過冷却供給管の先端が氷結すると、供給管全体が凍結するに至る。その場合には、装置の運転を停止し、過冷却板から成長した氷を剥離し、供給管の凍結を解除する作業しなければならない。そこまで至る前に冷却解除板上の付着氷を剥離すれば、装置の長時間停止を回避できるが、冷却解除板上の付着氷の剥離作業中は、やはり装置の運転を停止せざるを得ない。
【００１６】
（３）  過冷却解除によって生成した氷粒は、製氷タンク内の廃水中に浮遊し、その後、廃水とともに分離機に送られ、汚水と分離される。従来の凍結廃水処理装置を大量の再利用水を得ることを主目的に用いる場合には、汚水からの氷粒の分離効率を高める必要がある。
【００１７】
（４）  従来の凍結濃縮廃水処理装置では、廃水中に有害微生物が存在していた場合、その微生物は氷粒形成時に分離されずに氷粒中にも取り込まれる。すなわち、廃水中の微生物は、氷粒生成から再利用水生成までの工程で分離除去することができず、そのまま再利用水に含まれてしまう。したがって、廃水中に有害微生物が含まれている可能性がある場合は、得られた再利用水を、そのままで中水や灌漑用水に使用することができない。
【００１８】
このように、従来の凍結濃縮廃水処理装置を大量の良質な再利用水を得るための再利用水製造装置として使用する場合には、氷粒の安定的生成と、生成量の向上、生成した氷粒の汚水からの分離効率の向上、生成した再利用水の滅菌度の向上が必要である。さらに、大量の再利用水を得るためには、装置の連続運転が必須であるので、過冷却板の氷結を防止することが重要となる。
【００１９】
本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたものであって、灌漑用水や中水などの大量使用水として用いることのできる良質な再利用水を廃水から効率的に回収することのできる凍結濃縮廃水処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
前記課題を解決するために、本発明の請求項［１］にかかる再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置は、廃水を過冷却する過冷却水製造熱交換器と、前記過冷却水製造熱交換器へ供給される廃水中の懸濁物を除去する懸濁物除去手段と、前記過冷却水製造熱交換器によって過冷却された過冷却廃水の過冷却解除を行い、前記廃水中に氷粒を発生させる過冷却解除手段と、前記氷粒を含む廃水から氷粒を分離し、分離した氷粒から清浄な再利用水を得る再利用水生成手段と、を有することを特徴とする。
【００２１】
本発明の請求項［２］にかかる再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置は、前記請求項［１］に記載の再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置において、前記懸濁物除去手段が精密濾過膜分離槽であることを特徴とする。
【００２２】
本発明の請求項［３］にかかる再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置は、前記請求項［２］に記載の再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置において、前記精密濾過膜分離槽には有用微生物が添加されていることを特徴とする。
【００２３】
本発明の請求項［４］にかかる再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置は、前記請求項［１］に記載の再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置において、前記懸濁物除去手段が凝集濾過装置であることを特徴とする。
【００２４】
本発明の請求項［５］にかかる再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置は、前記請求項［１］に記載の再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置において、前記懸濁物除去手段が加圧浮上装置であることを特徴とする。
【００２５】
本発明の請求項［６］にかかる再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置は、前記請求項［１］に記載の再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置において、前記懸濁物除去手段が泡沫分離装置であることを特徴とする。
【００２６】
本発明の請求項［７］にかかる再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置は、前記請求項［１］〜［６］のいずれか１項に記載の再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置において、さらに、前記過冷却水製造熱交換器へ供給される廃水の温度を一定に保つ廃水恒温化手段を有することを特徴とする。
【００２７】
本発明の請求項［８］にかかる再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置は、前記請求項［７］に記載の再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置において、前記廃水恒温化手段が、外部からの流入廃水を撹拌下で一時的に貯留し、貯留した廃水を前記過冷却水製造熱交換器に供給する循環タンクを有することを特徴とする。
【００２８】
本発明の請求項［９］にかかる再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置は、前記請求項［８］に記載の再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置において、前記循環タンクに流入される廃水の少なくとも一部を太陽熱に曝し、その後に該循環タンクに供給する屋外温度調整配管が付設されていることを特徴とする。
【００２９】
本発明の請求項［１０］にかかる再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置は、前記請求項［８］に記載の再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置において、前記再利用水生成手段によって得られた再利用水を装置外に供給する再利用水供給管が付設され、該供給管の一部に太陽光被照射部が設けられ、該太陽光被照射部から下流の配管が少なくとも部分的に前記循環タンク内を通過していることを特徴とする。
【００３０】
本発明の請求項［１１］にかかる再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置は、前記請求項［１］〜［１０］のいずれか１項に記載の再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置において、前記再利用水生成手段が、前記過冷却解除手段の下部に設けられるとともに廃水源からの廃水が注入される製氷タンクと、該製氷タンクから排出された氷粒を洗浄する洗浄手段と、該洗浄手段から排出された洗浄水と氷粒とを分離する分離機とから構成されていることを特徴とする。
【００３１】
本発明の請求項［１２］にかかる再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置は、前記請求項［１１］に記載の再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置において、前記洗浄手段が清浄水を満たした洗浄槽であることを特徴とする。
【００３２】
本発明の請求項［１３］にかかる再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置は、前記請求項［１１］に記載の再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置において、前記洗浄手段が温風装置であることを特徴とする。
【００３３】
本発明の請求項［１４］にかかる再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置は、前記請求項［１１］に記載の再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置において、前記洗浄手段が清浄水を散布するシャワー装置であることを特徴とする。
【００３４】
本発明の請求項［１５］にかかる再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置は、前記請求項［１］〜［１０］のいずれか１項に記載の再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置において、前記再利用水生成手段が、その先端に前記過冷却解除版が固定される回転軸と、この回転軸に該回転軸を囲むように固定された倒立円錐状の固液分離壁とを有してなる遠心分離装置であることを特徴とする。
【００３５】
本発明の請求項［１６］にかかる再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置は、前記請求項［１］〜［１５］のいずれか１項に記載の再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置において、前記再利用水生成手段に生成した再利用水を装置外に供給する再利用水供給管が付設され、該供給管には太陽熱による殺菌構造が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３６】
本発明にかかる再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置は、生活廃水などからなる下水から灌漑用水や中水として利用可能な良好な水質の再利用水を効率的に回収することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下に、本発明にかかる再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に示す実施例は本発明を好適に説明するための例示に過ぎず、なんら本発明を限定するものではない。
【実施例１】
【００３８】
図１は、本発明にかかる再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置の概略構成を示すもので、図９に示した構成と同一要素には同一符号を付して説明を簡略化する。
【００３９】
本発明にかかる再利用水回収用凍結濃縮廃水処理装置は、図１に示すように、廃水を過冷却する過冷却水製造熱交換器１０１５と、前記過冷却水製造熱交換器１０１５へ供給される廃水中の懸濁物を除去する懸濁物除去手段１と、前記過冷却水製造熱交換器１０１５によって過冷却された過冷却廃水の過冷却解除を行い、前記廃水中に氷粒を発生させる過冷却解除手段３と、前記氷粒を含む廃水から氷粒を分離し、分離した氷粒から清浄な再利用水を得る再利用水生成手段４と、を有することを特徴とする。かかる本発明の基本構成に対して、本実施例では、さらに、前記過冷却水製造熱交換器１０１５へ供給される廃水の温度を一定に保つ廃水恒温化手段２を設けている。なお、本発明では、過冷却解除手段３としては、従来のように板状に成形された過冷却解除板でも良いし、過冷却廃水が衝突する平面を有するブロックでも良いし、他の形状でもかまわない。要するに過冷却解除が可能であれば、形状、材質には限定されない。また、製氷タンク１０１１の底部には、濃縮廃水引き抜き配管１０１１ａが設けられている。
【００４０】
前記構成の凍結濃縮廃水処理装置では、まず、廃水は、製氷タンク１０１１に供給される前に、縣濁物除去手段１によって含有縣濁物を除去される。縣濁物が除去された廃水は、製氷タンク１０１１に一旦貯留され、廃水恒温化手段２を介して過冷却水製造熱交換器１０１５に供給される。前記廃水恒温化手段２は、過冷却水製造熱交換器１０１５に供給される廃水の温度を年間を通じてほぼ一定の温度範囲（廃水中に氷核が残らない温度範囲）にする役目を果たすものである。この廃水恒温化手段２によって、氷核の存在し得ない温度範囲の廃水を過冷却水製造熱交換器１０１５に供給することができ、供給廃水温度が一定に維持されることによって、過冷却水製造熱交換器１０１５によって冷却されて直ぐに氷化が始まる異常事態を回避することができ、さらに、過冷却水製造熱交換器１０１５は、その負荷が低減されるばかりでなく、氷粒の効率的な生成を誘導するに好適な過冷却を廃水に対して行うことができる。この点について、すなわち、廃水恒温化手段２において、廃水温度を一定に保つ効果について、さらに説明すると、次の２点にまとめられる。
【００４１】
まず、第１に、廃水中の氷核を融解できる温度［約０．５℃：逆に温度を高く設定すると、過冷却水製造熱交換器にて、廃水を所定の温度（過冷却状態）まで下げるのに要する冷却エネルギーが大きくなり（過冷却水製造熱交換器にかかる負荷が大きくなり）、ランニングコストが増大する］に保つことで、配管内での閉塞（氷結）を防ぐことができる。
【００４２】
第２に、過冷却温度の制御を容易にすることができる。過冷却水製造熱交換器に流入する廃水温度を一定に保つことで、過冷却水製造熱交換器にかかる負荷が一定になり、過冷却水製造熱交換器で冷却された過冷却水の温度を一定に保つことが容易になる。なお、この過冷却温度は、設定値に対して±０．２℃程度の精度で制御する必要がある。なぜなら、過冷却温度が高くなると、生成される氷の量が減り、再利用水の回収量が低減し、逆に、過冷却温度が低くなると、熱交換器内で過冷却解除が生じ、配管閉塞を引き起こす可能性が極めて大きくなるからである。
【００４３】
前記過冷却水製造熱交換器１０１５にて過冷却された過冷却廃水は、過冷却解除手段３に向かって噴射され、過冷却解除手段３に衝突することによって、過冷却解除され、氷粒を生じる。廃水中の懸濁物は、前記縣濁物除去手段１によって除去されるため、過冷却廃水中には縣濁物が含まれていないので、従来に比べて、より大量の氷粒を生成させることができる。また、生成した氷粒中には、懸濁物が取り込まれることがなく、且つ、製氷タンク１０１１に貯留されている廃水中にも縣濁物が存在しないので、後工程の氷粒融解によって得られる再利用水中に縣濁物が同伴されることがない。したがって、本発明の凍結濃縮廃水処理装置によれば、縣濁物による再利用水の汚染は確実に防ぐことができる。
【００４４】
前記氷粒は、再利用水生成手段４により廃水から効率的に分離され、氷融解熱交換器１０１７によって融解されて再利用水として回収される。
【００４５】
前述のように、製氷タンク１０１１内の廃水は、過冷却された後、過冷却解除されて氷粒を生成し、この氷粒は再利用水として回収されるため、製氷タンク１０１１内の廃水は、徐々に濃縮される。濃縮が過度になると、清浄な氷粒を得にくくなるので、図１に示すように、製氷タンク１０１１の底部に濃縮廃水引抜き配管１０１１ａを設置し、濃縮された廃水を随時引き抜くことで、廃水が濃縮されていくのを防止することが望ましい。
【００４６】
以上、本発明にかかる凍結濃縮廃水処理装置の基本的構成およびその作用を説明したが、以下の実施例では、かかる構成の本発明の凍結濃縮廃水処理装置の各構成要素について、より詳細を順次説明する。
【実施例２】
【００４７】
本実施例２は、前記構成における縣濁物除去手段１の具体的構成の一例として、図２に示す精密濾過膜分離槽１１を用いた場合を説明するものである。
【００４８】
この精密濾過膜分離槽１１は、図２に示すように、廃水が導入されるチャンバー１２内に精密濾過膜カートリッジ１３が設置された構成の装置である。前記濾過膜カートリッジ１３は、カートリッジ本体１４とこの本体１４の側面に固定されている精密濾過膜１５とから構成されている。前記カートリッジ本体１４内には側面と上部とに開口する多数の流路が形成されており、前記精密濾過膜１５を透過した水が内部流路を通って、上部開口部から導き出されるようになっている。すなわち、チャンバー１２内の廃水中の縣濁物は、精密濾過膜１５によって濾過され、濾過されて縣濁物が除かれた水がカートリッジ本体１４内に取り込まれ、分離された縣濁物はチャンバー１２内の廃水中に残される。この縣濁物の除去には凝集剤を必要としないので、チャンバー１２中にスカムとして沈積する２次廃棄物量が少なくて済む。このようにして縣濁物が分離された廃水は、上部開口部から導き出され、図１に示した製氷タンク１０１１に流し込まれる。前記チャンバー１２の底部には、ブロワからの圧縮空気を泡として発生させる散気手段１６が設けられている。この散気手段１６から発生された多数の泡によって前記精密濾過膜１５の表面に付着した縣濁物を剥離して、濾過性能の低下を防ぐようになっている。
【００４９】
前記精密濾過膜１５は、メンブランフィルターであり、そのメッシュサイズとしては、０．４μｍのものが好適に用いることができる。縣濁物として直径が１μｍを超える大きさのものを除去できれば、縣濁物除去手段１の役目を果たすことができるからである。１μｍ以下のサイズの水不溶成分は、氷が生じる時の氷核となることがなく、直径が１μｍを超えた水不溶成分は、過冷却解除時に形成される氷粒の氷核となり得る。したがって、直径１μｍを超える大きさの縣濁物を除去しておかないと、氷粒として回収する水が縣濁物により汚染される虞がある。本実施例では、前述のようにメッシュサイズ０．４μｍの精密濾過膜を用いているので、過冷却解除によって生じる氷粒に縣濁物が取り込まれることがない。また、この精密濾過膜分離槽１１によって縣濁物が除去された廃水が製氷タンク１０１１内に流し込まれるので、製氷タンク１０１１内の廃水には縣濁物の混入がなく、氷粒タンク１０１１内に落下してくる氷粒の表面に縣濁物が付着して氷粒を汚染することもない。
【００５０】
本実施例の変形例として、前記精密濾過膜分離槽１１に有用微生物を添加した構成が可能である。有用微生物の添加方法としては、例えば、活性汚泥を槽内に添加する方法が挙げられる。活性汚泥とは、周知のように、有用な細菌、カビ類、藻類、原生動物、輪虫類、線虫類など有用微生物の集合体であり、前記各微生物は、それらの代謝活動を通して汚染物質を生物に無害な物質に変換してくれる。すなわち、活性汚泥（有用微生物集合体）を精密濾過膜分離槽１１内に添加し、好気性雰囲気（酸素が存在する状態）に保つ（例えば、曝気する）ことにより、廃水中の汚染物質の分解が行われる。
【００５１】
このように精密濾過膜分離槽１１に有用微生物を添加した状態で運転すれば、精密濾過膜１５における縣濁物の除去に加えて、有用微生物の代謝活動に伴う有機物の分解処理が同時に行われることになり、汚水の浄化の程度をより高めることができる。その結果、製氷タンク１０１１内の廃水がより一層浄化されることになり、廃水と一時的に混交状態に置かれる氷粒の汚染もより少なくなる。そのため、後段の氷粒洗浄工程の負荷を低減できる。
【実施例３】
【００５２】
本実施例３は、前記縣濁物除去手段１の具体的構成の他の一例として、図３に示す凝集濾過装置２１を用いた場合を説明するものである。
【００５３】
この凝集濾過装置２１は、図３に示すように、廃水に凝集剤と必要に応じて凝集助剤とを混入して反応させる反応槽２２と、凝集剤と反応した廃液を貯留して廃液中の縣濁物を凝集させる凝集槽２３と、前記凝集成分を濾過する濾過槽２４とが順次連結された構成の装置である。前記反応槽２２と凝集槽２３とは隣接され、凝集槽２３内の廃水は、ポンプ２５により汲み出されて濾過槽２４に流し込まれる。濾過槽２４は、図に示すように、濾過層２６を中位部分に有しており、廃水は下部から導入され中位の濾過層２６を通過することにより浮遊凝集成分が濾過され、上部から縣濁物を含まない廃水として取り出され、前記製氷タンク１０１１に流し込まれる。前記濾過槽２４の底部には、ブロワからの圧縮空気を泡として発生させる散気手段が設けられている。この散気手段から発生された多数の泡によって前記濾過層２６に付着した浮遊凝集成分を剥離して、濾過性能の低下を防ぐようになっている。このように濾過層２６の洗浄に薬剤を用いず、泡洗浄により濾過層のメンテナンスを行うので、薬品廃液の処理が不要であり、経済的、環境保護的に優れている。
【００５４】
前記凝集濾過装置２１では、前記精密濾過膜ほどには、微細サイズの濾過を行えないが、１μｍを超える大きさの縣濁物の除去は可能である。また、凝集剤を用いた濾過であるので、縣濁物のみでなく、半溶解状態の不純物も凝集させて除去できる特徴があるため、廃水の浄化特性は高いと言える。したがって、本実施例の凝集濾過装置２１を縣濁物除去手段１として用いることにより、過冷却解除によって生じる氷粒に縣濁物が取り込まれることがなくなる。また、この凝集濾過装置２１によって縣濁物が除去された廃水が製氷タンク１０１１内に流し込まれるので、製氷タンク１０１１内の廃水には縣濁物の混入がなく、氷粒タンク１０１１内に落下してくる氷粒の表面に縣濁物が付着して氷粒を汚染することもない。
【実施例４】
【００５５】
本実施例４は、前記縣濁物除去手段１の具体的構成の他の一例として、図４に示す加圧浮上装置３１を用いた場合を説明するものである。
【００５６】
この加圧浮上装置３１は、図４に示すように、廃水に凝集剤を混入して反応させる反応槽３２と、凝集剤と反応した廃液を貯留して廃液中の縣濁物を凝集させる凝集槽３３と、前記凝集成分を微細な気泡を用いて除去する浮上分離槽３４とが順次連結された構成の装置である。前記反応槽３２と凝集槽３３とは隣接され、凝集槽３３内の廃水は、加圧水が合流される配管３５により汲み出されて浮上分離槽３４に流し込まれる。前記反応槽３２と凝集槽３３とには、それぞれ撹拌手段が設けられている。前記浮上分離槽３４は、図に示すように、前記凝集槽３３から送られてきた廃水中の凝集成分を、加圧水に含まれている微細な気泡３４ａに付着させて強制的に浮上させ、スカムとして浮上した縣濁成分を上部に設けた掃動手段３４ｂにより除去する構成の装置である。なお、前記加圧水には、処理水の一部を使用するため、余分な水源が不要である。
【００５７】
前記浮上分離装置３１では、前記精密濾過膜ほどには、微細サイズの濾過を行えないが、１μｍを超える大きさの縣濁物の除去は十分に可能である。また、凝集剤を用いた濾過であるので、縣濁物のみでなく、半溶解状態の不純物も凝集させて除去できる特徴があるため、廃水の浄化特性は高いと言える。また、縣濁物を凝集させた後の分離は、加圧水の注入により生じた極めて微細な気泡により強制的に浮上させて除去する構成であるため、装置を小型化できるという特徴がある。前記気泡は廃水表面に至った場合、直ぐに消泡されないことが望ましい。そのため、かかる気泡による分離装置では、発泡剤の添加が常套手段となっている。ところが、ほとんどの廃水には、洗剤成分が含有されているので、この含有洗剤成分が発泡剤の役目を果たすことができ、少量の発泡剤を添加するのみで、場合によっては、発泡剤を全く添加しなくとも、凝集成分の強制浮上が実現できる。
【００５８】
本実施例の加圧浮上装置３１を縣濁物除去手段１として用いることにより、過冷却解除によって生じる氷粒に縣濁物が取り込まれることがなくなる。また、この加圧浮上装置３１によって縣濁物が除去された廃水が製氷タンク１０１１内に流し込まれるので、製氷タンク１０１１内の廃水には縣濁物の混入がなく、氷粒タンク１０１１内に落下してくる氷粒の表面に縣濁物が付着して氷粒を汚染することもない。
【実施例５】
【００５９】
本実施例５は、前記縣濁物除去手段１の具体的構成の他の一例として、図５に示す泡沫分離装置４１を用いた場合を説明するものである。
【００６０】
この泡沫分離装置４１は、図５に示すように、廃水に凝集剤を混入して反応させる反応槽４２と、凝集剤と反応した廃液を貯留して廃液中の縣濁物を凝集させる凝集槽４３と、前記凝集成分を微細な気泡を用いて除去する気液接触塔４４とが順次連結された構成の装置である。前記反応槽４２と凝集槽４３とは隣接され、凝集槽４３内の廃水は、配管４５により導出されて気液接触塔４４に流し込まれる。前記反応槽４２と凝集槽４３とには、それぞれ撹拌手段が設けられている。前記気液接触塔４４は、図に示すように、前記凝集槽４３から送られてきた廃水中の凝集成分を底部のフィルター４４ａにより形成した微細な気泡４４ｂに付着させて強制的に浮上させ、スカムとして浮上した縣濁成分を上部から除去する構成の装置である。前記フィルター４４には塔外の送気ポンプ４６から空気が吹き込まれるようになっている。この空気が前記フィルター４４ａにより微細化されて微細な気泡となって塔内の廃水中を浮上する。この微細な気泡は、前記実施例４に示した加圧浮上装置３１における気泡ほど極度に微細ではないが、直径１μｍ以上の凝集成分を浮上させて分離することができる。前記気泡は廃水表面に至った場合、直ぐに消泡されないことが望ましい。そのため、かかる気泡による分離装置では、発泡剤の添加が常套手段となっている。ところが、ほとんどの廃水には、洗剤成分が含有されているので、この含有洗剤成分が発泡剤の役目を果たすことができ、発泡剤の添加が少量で十分となるか、場合によっては、全く添加しなくとも、凝集成分の強制浮上が実現できる。
【００６１】
前記泡沫分離装置４１では、前記精密濾過膜ほどには、微細サイズの濾過を行えないが、１μｍを超える大きさの縣濁物の除去は十分に可能である。また、凝集剤を用いた濾過であるので、縣濁物のみでなく、半溶解状態の不純物も凝集させて除去できる特徴があるため、廃水の浄化特性は高いと言える。また、縣濁物を凝集させた後の分離は、微細な気泡により強制的に浮上させて除去する構成であるため、装置を小型化できるという特徴がある。
【００６２】
本実施例の泡沫分離装置４１を縣濁物除去手段１として用いることにより、過冷却解除によって生じる氷粒に縣濁物が取り込まれることがなくなる。また、この泡沫分離装置４１によって縣濁物が除去された廃水が製氷タンク１０１１内に流し込まれるので、製氷タンク１０１１内の廃水には縣濁物の混入がなく、氷粒タンク１０１１内に落下してくる氷粒の表面に縣濁物が付着して氷粒を汚染することもない。
【実施例６】
【００６３】
本実施例６は、前記廃水恒温化手段２の具体的構成の一例として、図６に示す新設の循環タンク５１と屋外温度調整配管５２とを組み合わせた構成を用いた場合を説明するものである。
【００６４】
前記循環タンク５１には前記縣濁物除去手段１によって縣濁物が除去された廃水の一部が貯留されるようになっている。前記縣濁物除去手段１を通過した廃水の配管は、分岐され、その一方は、前述のように、循環タンク５１に開口し、他方の分岐管、すなわち屋外温度調整配管５２は屋外に延出され、外気温により温度調整された後、前記循環タンク５１に開口している。前記屋外温度調整配管５２は屋外に蛇行するように露出されることにより外気温や太陽光の作用を受けて温度が上昇され、前記循環タンク５１内の廃水温度を一定に保つために流量調節計５３により適切流量が循環タンク５１に供給されるようになっている。前記流量調節計５３における調節は、循環タンク５１に設置された温度センサ５４により計測された循環タンク５１内の廃水温度に基づいて、行われる。
【００６５】
前記構成では、製氷タンク１０１１には、過冷却廃水が過冷却解除されて生じた氷粒と冷却廃水とが貯留されるので、タンク内の温度は低く保たれ、氷粒の融解が促進されて氷粒の減容が生じる虞がない。すなわち、製氷タンク中に温度の高い廃水を直接供給すると、生成した氷を融かしてしまい、氷の回収量が減少する。それに対して、前述のように、循環タンクを設け、そこに廃水を供給することで、製氷タンク内での生成氷のロス（融解）を防ぐことができる。
【００６６】
この氷粒タンク１０１１から冷却廃水が循環ポンプ５１内に流れ込むが夏期などでは外からの供給される廃水温が高いので、循環タンク５１内を撹拌するだけで、タンク内の廃水は適温に調整されて、冷却廃水中に存在していた氷核が融解される。しかし、冬期などの場合、外からの廃水は低温度であり、これらが混合された廃水はかなり低温度のままであるので、製氷タンク１０１１内の廃水中に生じた氷核がそのまま存在しつづけることになる。そのような冷却廃水がそのまま過冷却水製造熱交換器１０１５に送られて過冷却されると、容易に氷粒が発生する状態になる。その結果、過冷却解除手段４に向かう配管の中で廃水が氷化したり、過冷却解除手段４に氷粒が付着して剥離しがたくなるという問題が生じる。ここまでの事情は、循環タンク５１を設けない従来の製氷タンク１０１１で生じていたことと同様である。従来の場合、冬期において供給廃水温が低下した場合、過冷却水製造熱交換器１０１５へ供給される廃水中に氷核が混入するのを防止することが難しかった。これに対して、本実施例では、循環タンク５１を設けるとともに、そこに供給する廃水の少なくとも一部を屋外温度調整配管５２を通すことにより温度を上げ、その温度上昇させた廃水を供給量を制御しつつ循環タンク５１への供給するようになっている。したがって、冬期には供給廃水の大部分を屋外温度調整配管５２に迂回させた後、循環タンク５１に流入させることにより、循環タンク５１内の廃水温を他の季節における廃水温と大差のない温度範囲、すなわち、氷核を融解するに十分な温度範囲に保つことが可能になる。
【実施例７】
【００６７】
本実施例７は、前記廃水恒温化手段２の具体的構成の他の一例として、図７に示す循環タンク５１と、その一部に太陽光被照射部６１を有する再利用水供給管６２とを組み合わせた構成を用いた場合を説明するものである。
【００６８】
前記循環タンク５１には、前記実施例６と同様に前記縣濁物除去手段によって縣濁物が除去された廃水が流入されるようになっていても良いし、外からの廃水は、従来装置と同様に、製氷タンク１０１１に流入された後、製氷タンク１０１１から廃水を供給されるようになっていても良いし、両方から同時に廃水が供給されるようになっていても良い。
【００６９】
前記氷融解熱交換器１０１７により氷粒が融解されて得られた再利用水は、再利用水供給管６１により外部に供給されるようになっている。この再利用供給管６２は、屋外に露出され、その一部に太陽光被照射部６１が設けられ、この部分で利用水の温度が上昇可能になっている。前記太陽光被照射部６１の構造としては、太陽光温水生成装置として慣用の構造を用いることが可能である。配管としては、二重管構造とすれば、断熱性が確保でき、吸熱したエネルギーの放散を抑えることが可能である。この太陽光被照射部６１としては、簡易には、配管を蛇行させ、その部分に黒色塗料により被覆する構成が可能である。
【００７０】
この利用水供給管６２の下流にはバイパス管６２ａが設けられ、このバイパス管６２ａは利用水供給管６２から分岐した後、前記循環タンク５１内を迂回し、その後、再び利用水供給管６２に合流する構成となっている。したがって、このバイパス管６２ａは前記太陽光被照射部６１で得た熱エネルギーを循環タンク５１内の廃水に与えることになる。
【００７１】
前記バイパス管６２ａによる循環タンク５１内の廃水への熱エネルギー供給量は、前記温度センサ５４に連動する流量調整計６３によって、制御されるようになっている。
【００７２】
本発明における廃水恒温化手段２を、上述のように、循環タンク５１と、その一部に太陽光被照射部６１を有する再利用水供給管６２とを組み合わせた構成によって、実現した場合においても、前記実施例６で説明した供給廃水の屋外温度調整配管５２を用いた場合と、同様の温度調整効果（換言すれば、氷核融解効果）を得ることができる。
【００７３】
この実施例７の変形例として、前記太陽光被照射部６１を紫外線透過性に優れる材質から構成することが可能である。太陽光被照射部６１を紫外線透過性に優れる材質から構成することにより、供給管６２内を通過する再利用水をこの太陽光被照射部６１において殺菌することが可能になる。廃水中に有害な細菌が含まれている場合、この細菌は過冷却状態にしても死滅することがなく、生成氷粒中に含まれたままになるので、得られた再利用水は細菌的には汚染されたままとなる。従って、本発明の装置により得られた再利用水を中水や灌漑用水として利用するために装置の外に供給する前に、殺菌することには大変意義がある。そのための殺菌構造としては、前記紫外線透過性に優れた材質からなる太陽光被照射部６１は簡易かつ安価に製造でき、しかも有用である。
【実施例８】
【００７４】
本実施例では、前記廃水恒温化手段２の具体的構成の他の一例を示す。この具体的構成は、本発明装置が気温の高い地域で用いられる場合に対応するためのものである。
【００７５】
本実施例の装置では、まず、図８に示すように、循環タンク５１に縣濁物除去手段１を通過した廃水を流入させる構造となっている。この廃水流入用のパイプ１０１３には廃水冷却用熱交換器７５が取り付けられ、氷融解熱交換器１０１７から得られる再利用水を流す再利用水供給管７６が前記熱交換器７５を通過するようになっている。その結果、前記パイプ１０１３内の廃水は再利用水と熱交換して温度が低下されることになる。前記再利用水供給管７６には流量調節計７７が取り付けられており、この流量調節計７７には前記循環タンク５１内の廃水温度を検知する温度センサ５４から制御信号が入力されるようになっている。本実施例では、循環タンク５１、温度センサ５４、廃水冷却用熱交換器７５、再利用水供給管７６、流量調節計７７が、廃水恒温化手段２を構成する。
【００７６】
気温の高い地域で、再利用水を得るために、凍結濃縮廃水処理装置を用いる場合、流入廃水の温度が高すぎ、循環タンク５１内の廃水温度を適正な温度(約０．５℃)一定に保てない。循環タンク５１内の廃水温度が上昇すると、過冷却水製造熱交換器１０１５にかかる負荷(冷却に要するエネルギー)が大きくなり、造水コストが増大する。
【００７７】
このような高温地域に設置する場合の問題点は、本実施例装置の廃水恒温化手段の構成、すなわち、再利用水(氷融解水)の一部をバイパスさせ、流入廃水と熱交換させることにより流入廃水温度を下げることで、解決することができる。
【００７８】
このように、本実施例によれば、流入廃水と再利用水を熱交換させることにより、流入廃水温度を下げることが可能となり、循環タンク５１内の廃水の温度上昇を防ぐことができる。それによって、過冷却水製造熱交換器１０１５にかかる負荷(冷却に要するエネルギー)が低減でき、循環タンク５１内の廃水温度を所定の温度(約０．５℃)一定に保つことができるので、過冷却水温度の制御が容易となる。
【実施例９】
【００７９】
本発明における構成要素である再利用水生成手段４としては、従来の装置に設けられていた製氷タンク１０１１と遠心分離機１０１６との組み合わせ構成でも良いが、さらに望ましくは、本実施例で示す組み合わせ構成か、次の実施例１０に示す二重壁構造を有する遠心分離装置を用いる。
【００８０】
本実施例で示す再利用水生成手段４は、図１および図７の装置では、共通に用いられており、前記過冷却解除手段の下部に設けられるとともに廃水源からの廃水が注入される製氷タンク１０１１と、該製氷タンク１０１１から排出された氷粒を洗浄する洗浄手段７１と、該洗浄手段７１から排出された洗浄水と氷粒とを分離する分離機１０１６とから構成されている。
【００８１】
前記洗浄手段７１としては、清浄水を満たした洗浄槽（不図示）や、温風装置（不図示）や、清浄水を散布するシャワー装置（不図示）を用いることができる。
【００８２】
前記洗浄手段７１が清浄水を満たした洗浄槽である場合、製氷タンク１０１１から氷粒を洗浄槽に移すことにより槽内の清浄水により氷粒の表面から汚水が洗い流される。また、前記洗浄手段７１が温風装置である場合、製氷タンク１０１１から氷粒を温風装置に移すことにより温風により氷粒の表面が融解され、その融解水により氷粒の表面から汚水が洗い流される。この場合、少量ながら氷粒の減容が生じる。前記洗浄手段７１が清浄水を散布するシャワー装置である場合、製氷タンク１０１１から氷粒をシャワー装置に移すことにより散布清浄水により氷粒の表面から汚水が洗い流される。
【００８３】
前記清浄手段７１により洗浄された氷粒を遠心分離機１０１６にかけることにより氷粒の表面から確実に廃水が除去され、清浄な氷粒が得られる。廃水が確実に除去された氷粒を氷融解熱交換器１０１７により融解して清浄な再利用水を得ることができる。
【実施例１０】
【００８４】
本実施例では、本発明における構成要素である再利用水生成手段４の他の一例を示す。図９に示すように、この他の一例の再利用水生成手段４は、その先端に前記過冷却解除手段３が固定される回転軸８１と、この回転軸８１に該回転軸８１を囲むように固定された倒立円錐状の固液分離壁８２とを有してなる遠心分離装置である。
【００８５】
前記固液分離壁８２は、上方に向かって拡径した倒立円錐状の部材であり、回転軸８１に固定されており、回転軸８１が駆動されることにより高速に回転する。この固液分離壁８２は、前記過冷却水製造熱交換器１０１５から過冷却水を導く過冷却水供給管８３に面する側である外壁部８２ａとその反対側の内壁部８２ｂとからなる二重壁構造を有している。前記外壁部８２ａは液密構造であり、前記内壁部８２ｂはメッシュ構造である。前記回転軸８１を支える支持体８４の内底部分８４ａは傾斜され、傾斜最下部に液路８５が形成され、この液路８５は前記廃水恒温化手段２に導かれている。また、前記支持体８４の外周は、二重壁構造となって立ち上がっており、内部に氷粒搬送路８６が形成されている。この氷粒搬送路８６の上端縁は前記倒立円錐状の固液分離壁８２の上部開口縁を覆うように近接している。前記氷粒搬送路８６は、前記氷融解熱交換器１０１７に導かれている。
【００８６】
前記過冷却供給管８３から下方に噴射された過冷却廃水は、回転軸８１の先端に固定された過冷却解除手段３に衝突して氷粒を発生させる。発生した氷粒は、回転軸８１の高速回転に伴う遠心力により、残りの廃水とともに固液分離壁８２内に取り込まれ、廃水は、メッシュ構造の内壁部８２ｂを介して氷粒から振り落とされる。振り落とされた廃水は、支持体８４の傾斜内底部８４ａに導かれて液路８５に入り、この液路８５から前記廃水恒温化手段２に送られる。
【００８７】
一方、氷粒は、遠心力により、廃水と分離されつつメッシュ構造の内壁８２ｂに沿って上動され、固液分離壁８２の上端縁に至った後、氷粒搬送路８６内に落下する。氷粒搬送路８６に落下した氷粒は、氷粒搬送路８６を介して前記氷融解熱交換器１０１７に送られ、融解されて再利用水となる。
【００８８】
本実施例では、再利用水生成手段４として、製氷タンク１０１１、清浄手段７１、遠心分離機１０１６からなる組み合わせ構造の代わりに、内部に過冷却解除手段３を組み入れた二重壁構造の一台の遠心分離装置を用いているので、本発明にかかる凍結濃縮廃水処理装置全体の設置面積、設置コストを低減できるという顕著な効果が得られる。なお、前記二重壁構造の遠心分離装置の内部に清浄水シャワー手段を設けることも可能であり、シャワー手段の設置により氷粒の洗浄効果を高めることができる。
【００８９】
なお、本発明の凍結濃縮廃水処理装置では、清浄な再利用水を大量に効率的に得るために、縣濁物除去手段を必須構成要素とし、これに廃水恒温化手段や、特定の再利用水生成手段を組み合わせることによりさらに効果を上げることができるとしたものであるが、これらの３要素を各々単独で従来の凍結濃縮廃水処理装置に設置した場合でも、従来の装置に比べて、より清浄な再利用水が得られるか、より効率的に再利用水が得られるか、あるいはこれらの効果を同時に得られるという効果を期待できる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
以上のように、本発明にかかる凍結濃縮廃水処理装置は、大規模施設を構築しなくとも、廃水から水質の良好な水を効率的にかつ経済的に回収することができので、灌漑用水や中水に不足している地域や、下水が完備されていない地域に小中規模の廃水浄化装置として用いることができ、下水処理の問題と、灌漑用水や中水などの大量に使用する用水の確保とを同時に解決することができ、環境保全、環境改善にも寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明にかかる凍結濃縮廃水処理装置の実施例１を示すもので、装置の概略構成図である。
【図２】本発明にかかる凍結濃縮廃水処理装置の実施例２を示すもので、装置の要部である精密濾過膜分離槽の概略構成図である。
【図３】本発明にかかる凍結濃縮廃水処理装置の実施例３を示すもので、装置の要部である凝集濾過装置の概略構成図である。
【図４】本発明にかかる凍結濃縮廃水処理装置の実施例４を示すもので、装置の要部である加圧浮上装置の概略構成図である。
【図５】本発明にかかる凍結濃縮廃水処理装置の実施例５を示すもので、装置の要部である泡沫分離装置の概略構成図である。
【図６】本発明にかかる凍結濃縮廃水処理装置の実施例６を示すもので、装置の要部である廃水恒温化手段の一例を示す概略構成図である。
【図７】本発明にかかる凍結濃縮廃水処理装置の実施例７を示すもので、装置の要部である廃水恒温化手段の他の一例を示す概略構成図である。
【図８】本発明にかかる凍結濃縮廃水処理装置の実施例８を示すもので、装置の要部である廃水恒温化手段のさらに他の一例を示す概略構成図である。
【図９】本発明にかかる凍結濃縮廃水処理装置の実施例９を示すもので、装置の要部である再利用水生成手段の一例を示す概略構成図である。
【図１０】従来の凍結濃縮廃水処理装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００９２】
１  懸濁物除去手段
２  廃水恒温化手段
３  過冷却解除手段
４  再利用水生成手段
１１  精密濾過膜分離槽
１２  廃水チャンバー
１３  精密濾過膜カートリッジ
１４  カートリッジ本体
１５  精密濾過膜
１６  散気手段
２１  凝集濾過装置
２２  反応槽
２３  凝集槽
２４  濾過槽
２５  ポンプ
２６  濾過層
３１  凝集濾過装置
３２  反応槽
３３  凝集槽
３４  浮上分離槽
３５  加圧水が合流される配管
３４ａ  微細な気泡
３４ｂ  掃動手段
４１  泡沫分離装置
４２  反応槽
４３  凝集槽
４４  気液接触塔
４５  配管
４４ａ  フィルター
４４ｂ  微細な気泡
４６  送気ポンプ
５１  循環タンク
５２  屋外温度調整配管
５３  流量調節計
５４  温度センサ
６１  太陽光被照射部
６２，７６  再利用水供給管
６２ａ  バイパス管
６３，７７  流量調整計
７１  洗浄手段
７５  廃水冷却用熱交換器
８１  回転軸
８２  倒立円錐状の固液分離壁
８３  過冷却水供給管
８２ａ  外壁部
８２ｂ  内壁部
８４  回転軸を支える支持体
８４ａ  内底部分
８５  液路
８６  氷粒搬送路
１０１１  製氷タンク
１０１１ａ  濃縮廃水引抜き配管
１０１２  攪拌翼
１０１３  パイプ
１０１４  過冷却解除板
１０１５  過冷却水製造熱交換器
１０１６  遠心分離機
１０１７  氷融解熱交換器
【図１】
2006314968.tif 000003
【図２】
2006314968.tif 000004
【図３】
2006314968.tif 000005
【図４】
2006314968.tif 000006
【図５】
2006314968.tif 000007
【図６】
2006314968.tif 000008
【図７】
2006314968.tif 000009
【図８】
2006314968.tif 000010
【図９】
2006314968.tif 000011
【図１０】
2006314968.tif 000012