JP2011190629A - 無放流型水循環式簡易水洗トイレ、及び無放流型水循環式簡易水洗トイレにおける汚水の浄化方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】水を用いて便器中の汚物を洗浄する手段と、汚水を受け入れる受入槽と、分解菌を定植した多孔質材と曝気手段とを内側の底部に備え、受入槽から流れ込む汚水を分解菌の作用によって分解する曝気槽と、曝気槽からオーバーフローした汚水を、多孔質材の中を通過させてろ過するろ過槽と、ろ過された後の汚水を滅菌して処理水を得る滅菌槽と、得られた処理水を貯留する給水槽とを有し、さらに、受入槽、曝気槽およびろ過槽からなる群から選ばれる少なくとも1つの槽に、その内部の汚水を加温する加温手段を備える無放流型水循環式簡易水洗トイレ。
【選択図】図1
Description
このうち、特許文献1記載の発明は、いわゆるBSK菌によって、し尿を分解するともに、被処理水の水量を適正化する処理槽等を具備している。
また、特許文献2記載の発明では汚水を曝気槽内で好気性の菌によって分解した後、さらに杉チップなどのバイオチップを充填した槽を通過させながら、固形有機物を微生物により分解するように構成されている。
さらに、特許文献3記載の発明は、し尿の固液分離を行った後に、固形物を分解槽内に投入し、その内部に設置されたスクリューコンベアによって固形物と菌床とを攪拌することにより分解処理を行う。
特に、特許文献1及び2記載の発明は処理システムが複雑であるとともに、処理水の脱色を行うための脱色槽を別途設ける必要があり、構造が複雑化する難点があった。
また、特許文献3記載の発明は、し尿の分解を行う分解槽に、菌床を攪拌するスクリューコンベアの設置が必要であり、多くの電力を消費するなどの問題点を有していた。
本発明は次の(1)〜(14)である。
(1)汚物を含む汚水を分解菌の作用によって分解し、得られた水を再利用する無放流型水循環式簡易水洗トイレであって、
水を用いて便器中の汚物を洗浄する洗浄手段と、
前記洗浄手段によって便器を洗浄することで発生する前記水と前記汚物との混合物である汚水を受け入れる受入槽と、
分解菌を定植した多孔質材と曝気手段とを内部に備え、前記受入槽から流れ込む汚水を分解菌の作用によって分解する曝気槽と、
前記曝気槽からオーバーフローした汚水を、分解菌を定植した多孔質材の中を通過させてろ過するろ過槽と、
前記ろ過槽にて、ろ過された後の汚水を滅菌して処理水を得る滅菌槽と、
得られた処理水を、必要時に前記洗浄手段による洗浄に用いるために貯留する給水槽とを具備し、
前記受入槽、前記曝気槽および前記ろ過槽からなる群から選ばれる少なくとも1つの槽に、その内部の水を加温する加温手段とを備える無放流型水循環式簡易水洗トイレ。
(2)前記受入槽の内側底部に分解菌を定植した多孔質材と曝気手段を設け、汚水を分解菌によって分解するようにした上記(1)に記載の無放流型水循環式簡易水洗トイレ。
(3)前記受入槽および/または前記曝気槽の内部に、分解し難い汚物を貯留するし渣籠を設け、前記受入槽および/または前記曝気槽の内部に長時間滞留させることで、該分解し難い汚物を分解するようにした上記(1)または(2)に記載の無放流型水循環式簡易水洗トイレ。
(4)前記し渣籠に分解菌を定植した多孔質材を設置した上記(3)に記載の無放流型水循環式簡易水洗トイレ。
(5)前記し渣籠は開口部を有し、前記受入槽および/または前記曝気槽内の汚水を、前記し渣籠付近にて、その開口部から内部へ向かう方向へ対流させるように、前記曝気手段を、該受入槽および/または前記曝気槽内に設置した上記(3)または(4)に記載の無放流型水循環式簡易水洗トイレ。
(6)前記曝気槽が複数の槽に分かれており、各々に曝気手段を備えた上記(1)〜(5)のうち、いずれかに記載の無放流型水循環式簡易水洗トイレ。
(7)前記複数の曝気槽は各々し渣籠を備えた上記(6)に記載の無放流型水循環式簡易水洗トイレ。
(8)前記分解菌として、耐熱放線菌、リグニン分解菌、セルロース分解菌、繊維素分解菌、脂肪分解菌、枯草菌および乳酸菌を含む上記(1)〜(7)のうち、いずれかに記載の無放流型水循環式簡易水洗トイレ。
(9)前記貯留槽の内部の水の塩素濃度を0.1〜0.7ppmとなるように、前記滅菌槽内の汚水に塩素を添加して滅菌するようにした上記(1)〜(8)のうち、いずれかに記載の無放流型水循環式簡易水洗トイレ。
(10)前記受入槽と前記曝気槽とがスクリーンで仕切られており、前記スクリーンを介して、前記受入槽から前記曝気槽へ前記汚水が流れ込むようにした上記(1)〜(9)のうち、いずれかに記載の無放流型水循環式簡易水洗トイレ。
(11)雨水を集めて前記給水槽へ雨水を流し込む集水手段を有する上記(1)〜(10)のうち、いずれかに記載の無放流型水循環式簡易水洗トイレ。
(12)前記多孔質材が活性炭である上記(1)〜(11)のうち、いずれかに記載の無放流型水循環式簡易水洗トイレ。
(13)前記受入槽および前記ろ過槽のうち、少なくともひとつの槽に、その内部の汚水を加温する加温手段を備えた上記(1)〜(12)のうち、いずれかに記載の無放流型水循環式簡易水洗トイレ。
(14)汚物を含む汚水を分解菌の作用によって分解する無放流型水循環式簡易水洗トイレにおける汚水の浄化方法であって、
水を用いて便器中の汚物を洗浄する洗浄工程と、
前記洗浄工程によって便器を洗浄することで発生する前記水と前記汚物との混合物である汚水を受け入れ、その汚水を加温手段により加温する受入工程と、
分解菌を定植した多孔質材と曝気手段とを内部に備え、前記受入工程にて前記受入槽に導入された汚水を分解菌の作用によって分解する曝気工程と、
前記曝気槽内の汚水を加温手段により加温しつつ、ろ材を通過させてろ過するろ過工程と、
前記ろ過工程によってろ過された後の水を滅菌して処理水を得る滅菌工程と、
前記処理水を、必要時に前記洗浄工程による洗浄に用いるために給水槽に貯留する給水工程とを具備することを特徴とする無放流型水循環式簡易水洗トイレにおける汚水の浄化方法。
図1において、本発明の無放流型水循環式簡易水洗トイレ1(以下「水洗トイレ1」ともいう)は、水を用いて便器2の中の汚物を洗浄するとともに、水とともに受入槽10内へ導入する洗浄手段を有する。洗浄手段は、通常の水洗トイレが有する公知の洗浄手段と同様であってよい。
水洗トイレ1は、前記洗浄手段によって便器2を洗浄することで発生する水と汚物との混合物である汚水4を受け入れる受入槽10を有する。受入槽10は便器2の下部に設置されており、便器2を洗浄することで発生した水と汚物は、図示しない配管を通って受入槽10の内部に導入されるようになっている。受入槽10の内側の底部には後述する曝気槽20と同様に、多孔質材6および曝気手段7が備えられていることが好ましい。汚水4の分解をより促進することができるからである。
図1に示される水洗トイレ1では、受入槽10と、ろ過槽30とに、加温器12,32とに設置している。受入槽10、曝気槽20およびろ過槽30からなる群から選ばれる少なくとも1つの槽に、その内部の汚水を加温する加温手段を備えると、冬季に汚水が凍結することを防止できる点で好ましい。
水洗トイレ1は、受入槽10に対し、スクリーン5を介して連通している曝気槽20を有する。受入槽10の中の汚水4は、スクリーン5を通り曝気槽20へ流れ込む。受入槽10と曝気槽20とがスクリーン5で仕切られていることにより、ある程度分解が進んだ汚物を含む汚水が曝気槽20へ流れ込む。スクリーン5は網状のものであり、例えばカーボン繊維製のもの、ステンレス製などの素材が好適に用いられる。また、スクリーン5の目的は固液分離が目的であるので、網目の大きさ(目開き)は0.5mm以下が望ましい一方、細かくし過ぎると目詰まりが生じやすくなるため、大きさの設定には注意を要する。本実施形態では、曝気ブロワ71から、パイプ72を介して送り込まれる空気量を図示しない調整弁によって調整することによって、汚水が受入槽10から曝気槽20へ流れ易くしており、スクリーン5の大きさを細かくすることが可能になっている。
ここで、多孔質材6は、分解菌を定植することができる多孔質な材料であれば特に限定されないが、活性炭であることが好ましい。分解菌については後述する。
また、曝気手段7は、曝気槽20の底部から泡状の空気を発生させ、曝気槽20の汚水を対流させることができるものであれば特に限定されない。例えば側面に多数の穴が形成された散気筒70並びに曝気ブロワ71を、パイプ72を介して繋げ、曝気ブロワ71によって発生する空気を曝気槽20内に送り込むようにした装置が好適である。
図1に示されるように、曝気槽20が複数存在するトイレ1の場合は、各曝気槽に曝気手段7を設置することが好ましい。
さらに、受入槽10および第1の曝気槽201の各々の散気筒70は、スクリーン5の近くにも配置されている。この場合、スクリーン5の目詰まりを防止する効果も奏する。
水洗トイレ1は、第2の曝気槽202からオーバーフローした汚水4を、ろ材の中を通過させて、浮遊物をろ過するろ過槽30を有する。このろ材にも、分解菌が定植されており、ろ過中にも、汚水の分解を行うようになっている。
図1に示されるように、水洗トイレ1は、第2曝気槽202からオーバーフローした汚水4が、ろ過槽30へ上部から導入され、ろ過槽30の内部に敷き詰められたろ材33を通り下方へ導かれる。ろ過槽30を通過した汚水は、ろ過槽30の内部の分解菌および多孔質材(活性炭)の作用によって浄化されるとともに、分解不可能な浮遊物が補足される。また、前述のように、ろ過槽30は底部に加温器32を有している。この加温器32によって、汚水を加温し所望の温度に保持することができ、これによって、分解菌の働きを促進することができる。
水洗トイレ1は、ろ過槽30においてろ過された後の汚水4を滅菌して処理水3を得る滅菌槽40を有する。
滅菌槽40の内部には滅菌器41が備えられており、この滅菌器41によって滅菌槽40内の汚水の塩素濃度を調整することができる。滅菌槽40の内部の汚水を滅菌する手段は特に限定されず、紫外線を照射して滅菌してもよいが、塩素を添加する手段であることが好ましい。塩素濃度は、後述する貯留槽50内の処理水3の塩素濃度が好ましくは0.1〜0.7ppm、より好ましくは0.3〜0.5ppm程度となるように、滅菌槽40において汚水に塩素を添加して滅菌することが好ましい。塩素濃度が0.1ppm未満の場合は大腸菌群が残る可能性がある一方、0.7ppmを超えると分解菌に悪影響を及ぼす可能性があるからである。
水洗トイレ1は、得られた処理水3を、必要時に前記洗浄手段による洗浄に用いるために貯留する給水槽50を有する。
給水槽50の内部にも、曝気槽20と同様に、曝気手段7(散気筒70、曝気ブロワ71、パイプ72)が配置されていることが好ましい。給水槽50に限らず、槽内の水分中の塩素濃度を適正な値に常時調節することは極めて困難であり、高濃度の塩素を含む水が槽内に流れ込んだ場合に、曝気することによって余分な塩素を飛散させることが可能となるからである。
給水槽50に貯留された処理水3は、給水ポンプ51によって組み上げられ、便器2を洗浄するために必要時に用いられる。
次に分解菌について説明する。
分解菌は、活性炭等の多孔質材に定植することができ、汚水中の汚物やトイレットペーパーなどの有機物を水、炭酸ガス、窒素化合物に分解する好気性発酵分解菌を主とする集合体であれば特に限定されないが、耐熱放線菌、リグニン分解菌、セルロース分解菌、繊維素分解菌、脂肪分解菌、枯草菌および乳酸菌を含むものであることが好ましい。汚水をより分解することができるからである。
耐熱放線菌としては、高温域から中温域の菌であるstreptomyces
avermitillis、好酸性古畑菌であるsulfolobus shibatae、saccharopolyspola rectivrgulaが挙げられる。
リグニン分解菌としては、白色腐朽性の担子菌、放線菌であるstreptomyces nocordia、細菌類であるpseudomonas、bacillusが挙げられる。
セルロース分解菌および繊維素分解菌としては、滑走細菌であるcytophaga、spotocytophaga、pseudomonas、bacillus、cellulomonas、streptomyces、nocordia、嫌気性有芽胞桿菌類であるclostridumが挙げられる。
脂肪分解菌としては、リパーゼを生産分泌する菌である糸状菌aspergillus、penicillium、rhizopusが挙げられる。
枯草菌としては、アミラーゼやプロテアーゼの生産菌であるbacillus subtilisが挙げられる。
乳酸菌としては、lactobacillus
plantarumが挙げられる。
図2、図4に示されるように、本実施形態の水洗トイレ1は前面側に便器2を備える個室を2つ有し、背面側にろ過槽30、滅菌槽40、給水タンク80、給水ポンプ51、曝気ブロワ71を有する。また、図3、図5、図6、図7に示すように、前面側に便器2を2つ有し、便器2の下側に受入槽10、曝気槽20および貯留槽50を有する。
本実施形態の無放流型水循環式簡易水洗トイレ1は、原則的には処理水の補給は必要ないが、長期の使用に際し、温度条件、季節によっては処理水が蒸発して減少することも想定されるので、水の補給が必要となる場合がある。そこで、雨水を集めて貯めておくタンクを有すれば、処理水を容易に補給できるので好ましい。
雨水が溜まっている補給水タンク80からは、必要に応じて、雨水を給水槽50に供給することができる。
具体的には、水を用いて便器中の汚物を洗浄する洗浄工程と、前記洗浄工程によって便器を洗浄することで発生する、前記処理水と前記汚物との混合物である汚水を受け入れ、その汚水を加温手段により加温する受入工程と、分解菌を定植した多孔質材と曝気手段とを内部に備え、前記受入工程に供した汚水を分解菌の作用によって分解する曝気工程と、前記曝気工程に供した汚水を、加温手段により加温しつつ、分解菌を定植した多孔質材の中を通過させてろ過するろ過工程と、前記ろ過工程によってろ過された後の汚水を滅菌して処理水を得る滅菌工程と、前記処理水を、必要時に前記洗浄工程による洗浄に用いるために貯留する給水工程とを具備する汚水の浄化方法である。
このような本発明の汚水の浄化方法は、図2〜7を用いて説明した水洗トイレ1によって、実現することができる。
測定結果を表1に示す。
2 便器
3 処理水
4 汚水
5 スクリーン
6 多孔質材
7 曝気手段
70 散気筒
71 曝気ブロワ
72 パイプ
8 し渣籠
10 受入槽
12 加温器
20 曝気槽
21 壁
201 第1の曝気槽
202 第2の曝気槽
30 ろ過槽
32 加温器
33 ろ材
40 滅菌槽
41 滅菌器
50 給水槽
51 給水ポンプ
80 補給水タンク
90 集水手段
92 屋根
94 孔
96 排気ファン
98 パイプ
Claims (14)
- 汚物を含む汚水を分解菌の作用によって分解し、得られた水を再利用する、無放流型水循環式簡易水洗トイレであって、
水を用いて便器中の汚物を洗浄する洗浄手段と、
前記洗浄手段によって便器を洗浄することで発生する前記水と前記汚物との混合物である汚水を受け入れる受入槽と、
分解菌を定植した多孔質材と曝気手段とを内部に備え、前記受入槽から流れ込む汚水を分解菌の作用によって分解する曝気槽と、
前記曝気槽からオーバーフローした汚水を、分解菌を定植した多孔質材の中を通過させてろ過するろ過槽と、
前記ろ過槽にて、ろ過された後の汚水を滅菌して処理水を得る滅菌槽と、
得られた処理水を、必要時に前記洗浄手段による洗浄に用いるために貯留する給水槽とを具備し、
前記受入槽、前記曝気槽および前記ろ過槽からなる群から選ばれる少なくとも1つの槽に、その内部の水を加温する加温手段とを備えたことを特徴とする無放流型水循環式簡易水洗トイレ。 - 前記受入槽の内側底部に分解菌を定植した多孔質材と曝気手段を設け、汚水を分解菌によって分解するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の無放流型水循環式簡易水洗トイレ。
- 前記受入槽および/または前記曝気槽の内部に、分解し難い汚物を貯留するし渣籠を設け、前記受入槽および/または前記曝気槽の内部に長時間滞留させることで、該分解し難い汚物を分解するようにしたことを特徴とする請求項1または2に記載の無放流型水循環式簡易水洗トイレ。
- 前記し渣籠に分解菌を定植した多孔質材を設置したことを特徴とする請求項3に記載の無放流型水循環式簡易水洗トイレ。
- 前記し渣籠は開口部を有し、前記受入槽および/または前記曝気槽内の汚水を、前記し渣籠付近にて、その開口部から内部へ向かう方向へ対流させるように、前記曝気手段を、該受入槽および/または前記曝気槽内に設置したことを特徴とする請求項3または4に記載の無放流型水循環式簡易水洗トイレ。
- 前記曝気槽が複数の槽に分かれており、各々に曝気手段を備えたことを特徴とする請求項1〜5のうち、いずれか1項に記載の無放流型水循環式簡易水洗トイレ。
- 前記複数の曝気槽は各々し渣籠を備えたことを特徴とする請求項6に記載の無放流型水循環式簡易水洗トイレ。
- 前記分解菌として、耐熱放線菌、リグニン分解菌、セルロース分解菌、繊維素分解菌、脂肪分解菌、枯草菌および乳酸菌を含むことを特徴とする請求項1〜7のうち、いずれか1項に記載の無放流型水循環式簡易水洗トイレ。
- 前記貯留槽の内部の処理水の塩素濃度が0.1〜0.7ppmとなるように、前記滅菌槽にて汚水に塩素を添加して滅菌することを特徴とする請求項1〜8のうち、いずれか1項に記載の無放流型水循環式簡易水洗トイレ。
- 前記受入槽と前記曝気槽とがスクリーンで仕切られており、前記スクリーンを介して、前記受入槽から前記曝気槽へ前記汚水が流れ込むようにしたことを特徴とする請求項1〜9のうち、いずれか1項に記載の無放流型水循環式簡易水洗トイレ。
- 雨水を集めて前記給水槽へ雨水を流し込む集水手段を有することを特徴とする請求項1〜10のうち、いずれか1項に記載の無放流型水循環式簡易水洗トイレ。
- 前記多孔質材が活性炭であることを特徴とする請求項1〜11のうち、いずれか1項に記載の無放流型水循環式簡易水洗トイレ。
- 前記受入槽および前記ろ過槽のうち、少なくともひとつの槽に、その内部の汚水を加温する加温手段を備えたことを特徴とする請求項1〜12のうち、いずれか1項に記載の無放流型水循環式簡易水洗トイレ。
- 汚物を含む汚水を分解菌の作用によって分解する無放流型水循環式簡易水洗トイレにおける汚水の浄化方法であって、
水を用いて便器中の汚物を洗浄する洗浄工程と、
前記洗浄工程によって便器を洗浄することで発生する前記水と前記汚物との混合物である汚水を受け入れ、その汚水を加温手段により加温する受入工程と、
分解菌を定植した多孔質材と曝気手段とを内部に備え、前記受入工程にて前記受入槽に導入された汚水を分解菌の作用によって分解する曝気工程と、
前記曝気槽内の汚水を加温手段により加温しつつ、ろ材を通過させてろ過するろ過工程と、
前記ろ過工程によってろ過された後の水を滅菌して処理水を得る滅菌工程と、
前記処理水を、必要時に前記洗浄工程による洗浄に用いるために給水槽に貯留する給水工程とを具備することを特徴とする無放流型水循環式簡易水洗トイレにおける汚水の浄化方法。
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