JP4384572B2 - 水再利用装置 - Google Patents

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Description

本発明は、水処理技術に係り、詳しくは排水の再利用水を水再利用先へ供給する水再利用装置の構築技術に関するものである。
従来、一般家庭等から排出される排水を再利用する水処理技術が知られている(例えば、下記特許文献1参照。)。
特許文献1の排水処理装置では、洗濯排水、洗面排水、浴室排水、台所排水といった生活排水を浄化槽に受け入れて浄化処理するとともに、浄化処理後の処理水や汚れの比較的低い排水をトイレの洗浄水などに再利用するようになっている。また、このような浄化槽では、トイレの洗浄水タンク等の水再利用先へ供給される前の処理水が貯留される貯留部の水位が所定水位を下回ると、上水をこの貯留部に自動的に補給し、これにより水再利用先へ供給する水の量を確保するように構成されるのが一般的である。
特開2001−29973号公報
ところが、上記構成の浄化槽は、確かに排水を再利用するのに有効であるものの、上水が貯留部に自動的に補給される構成ゆえ、使用者は、排水が再利用されていることを直接認識することができず、水再利用システムを導入しているにも関わらず排水の再利用に関し今一歩満足感を得ることができないという問題を抱えている。
そこで本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、排水の再利用水を水再利用先へ供給する水再利用装置において、排水が再利用されていることを使用者に直接認識させ、以って使用者に満足感を与えることができる技術を提供することを課題とする。
前記課題を解決するために、本発明が構成される。なお、本発明は、一般家庭等から排出される生活排水をはじめ、雨水等の各種の被処理水を処理する水処理装置の構築技術として好適に用いられる。
(本発明の第1発明)
前記課題を解決する本発明の第1発明は、請求項1に記載されたとおりの水再利用装置である。
請求項1に記載のこの水再利用装置は、排水を再利用水として水再利用先へ供給する装置であって、貯留部、排水供給手段、貯留水供給手段、上水補給手段、上水補給状態検出手段、報知手段を少なくとも備える。ここでいう「排水」には、一般家庭等から排出される生活排水をはじめ各種の設備から排出される排水が含まれる。この「排水」は、浄化処理等の所定の処理がなされた処理後の水を含んでもよいし、処理前の排水そのものであってもよい。典型的には、排水の中でも、例えば浴室排水、洗面排水、洗濯排水等といった比較的汚濁物質濃度の低い排水を再利用するのが好ましい。
本発明の貯留部は、水再利用先へ供給する前の水を貯留する領域として構成される。本発明の排水供給手段は、貯留部へ排水を供給する機能を有する手段である。本発明の貯留水供給手段は、貯留部に貯留された貯留水を再利用水として水再利用先へ供給する能を有する手段である。具体的には、貯留部と水再利用先とを接続する接続配管及び移送ポンプを用いてこの貯留水供給手段が構成される。本発明の上水補給手段は、貯留部の貯留水に上水(上水道から供給される水)を補給する機能を有する手段である。上水補給状態検出手段は、上水補給手段が上水補給状態にあることを検出する機能を有する手段である。
本発明の報知手段は、上水補給状態検出手段による検出情報に基づいて、貯留部から水再利用先へ供給されている水が排水供給状態および上水供給状態のいずれかであるかを報知する機能を有する手段である。具体的には、上水補給手段が上水補給状態にあることを上水補給状態検出手段が検出した場合には、貯留部の水に上水が補給されていると判定することができ、このとき貯留部から水再利用先へ供給されている水が上水供給状態であることを報知手段が報知する。一方、上水補給手段が上水補給状態にあることを上水補給状態検出手段が検出しない場合には、貯留部の水に上水が補給されていないと判定することができ、このとき貯留部から水再利用先へ供給されている水が排水供給状態であることを報知手段が報知する。ここでいう「上水供給状態」とは、貯留部から水再利用先へ供給されている水が上水を主体としたものである状態をいう。また「排水供給状態」とは、貯留部から水再利用先へ供給されている水が排水を主体としたものである状態、すなわち排水が再利用されている状態をいう。この排水供給状態における排水は、汚濁物質濃度がほぼ均質な状態ものであってもよいし、あるいは汚濁物質濃度が時間経過にともなって変化するような状態のものであってもよい。これにより、使用者は、報知手段の報知動作によって、排水が再利用されているか否かを直接認識することができ、排水が再利用されていることを直接認識した使用者は、排水の再利用に関し満足感を得ることとなる。
従って、請求項1に記載の水再利用装置のこのような構成によれば、排水が再利用されていることを報知手段の報知動作によって使用者に直接認識させ、以って使用者に満足感を与えることが可能となる。
なお、本発明における報知手段の構成に関しては、ランプ、LED、液晶等の表示装置を用いる構成、音や音声などを出力するスピーカ等の音出力装置を用いる構成、またこれら表示装置と音出力装置を組み合わせた構成を採り得る。
(本発明の第2発明)
前記課題を解決する本発明の第2発明は、請求項2に記載されたとおりの水再利用装置である。
請求項2に記載のこの水再利用装置は、浴室排水及び洗濯排水の少なくとも一方が排水として流入する構成になっている。本構成には、浴室排水及び洗濯排水のいずれか一方が流入する態様や、浴室排水及び洗濯排水の両方が流入する態様、更には浴室排水や洗濯排水に加え、これら浴室排水や洗濯排水以外の排水が流入する態様も包含される。これら浴室排水や洗濯排水は、排出(放流)タイミングを使用者が任意に定めることが可能な、比較的まとまった量の排水である。
従って、請求項2に記載の水再利用装置のこのような構成によれば、使用者は、報知手段の報知動作に基づいて、浴室排水や洗濯排水の排出タイミングを任意に定めることができる。具体的には、上水供給状態となるタイミングで報知手段が報知動作を行った場合や、上水供給状態となるタイミングが予め予想される場合に、当該タイミングに合わせて、使用者が浴室排水や洗濯排水を排出(放流)することによって、浴室排水や洗濯排水の再利用水を効率的に確保することが可能となる。
(本発明の第3発明)
前記課題を解決する本発明の第3発明は、請求項3に記載されたとおりの水再利用装置である。
請求項3に記載のこの水再利用装置では、請求項2の貯留部は、その貯留容量が日平均再利用水量を下回るように構成されている。ここでいう「日平均再利用水量」とは、水再利用先へ供給される再利用水量の1日あたりの平均値であり、この値として各家庭や各設備において予め想定されている標準的な値を用いるのが好ましい。本発明のように貯留部の貯留容量が日平均再利用水量を下回る構成は、貯留部の貯留容量を抑え水再利用装置のコンパクト化を図るのに有効である一方、浴室排水や洗濯排水を排出(放流)するタイミングと、再利用水を水再利用先へ供給するタイミングがずれると、上水供給状態が形成され易くなる(排水の再利用状態が形成されにくくなる)。そこで、このような場合に本発明の報知手段を用いれば、この報知手段の報知動作に対応して作業者が浴室排水や洗濯排水を排出(放流)することで、浴室排水や洗濯排水を排出(放流)するタイミングと、再利用水を水再利用先へ供給するタイミングを合致させることができ、これにより貯留部の貯留容量を抑えた場合であっても上水供給状態が形成されにくく(排水の再利用状態が形成され易く)することが可能となる。
従って、請求項3に記載の水再利用装置のこのような構成によれば、水再利用装置のコンパクト化を図ることができるとともに、当該コンパクト化を図る場合に用いる上記報知手段は、浴室排水や洗濯排水の再利用水を効率的に確保するうえで特に効果的である。
(本発明の第4発明)
前記課題を解決する本発明の第4発明は、請求項4に記載されたとおりの水再利用装置である。
請求項4に記載のこの水再利用装置では、請求項1〜請求項3のいずれかに記載の上水補給情報検出手段が、開閉制御弁またはフローセンサを用いて構成されている。開閉制御弁は、貯留部に対する上水補給経路の開閉を制御する機能を有する。ここでいう「開閉制御弁」とは、上水補給経路の開閉を行う制御弁を広く含む主旨であり、開状態と閉状態の切り換えのみを行なう構成の制御弁や、開状態と閉状態の切り換えに加え開閉の度合いが可変とされる構成の制御弁などが包含される。この開閉制御弁が開状態にあることを検出した場合には、上水補給手段が上水補給状態にあると判定され、この開閉制御弁が閉状態にあることを検出した場合には、上水補給手段が上水補給停止状態にあると判定される。フローセンサは、上水補給経路を流れる上水の流れを検出する機能を有する。ここでいう「フローセンサ」とは、上水の流れを検出するセンサを広く含む主旨であり、上水補給経路に上水が流れているか否かのみを定性的に検出するセンサや、上水補給経路における上水の流量自体を定量的に検出するセンサなどが包含される。このフローセンサにより上水補給経路に上水の流れがあることを検出した場合には、上水補給手段が上水補給状態にあると判定され、このフローセンサにより上水補給経路に上水の流れがないことを検出した場合には、上水補給手段が上水補給停止状態にあると判定される。
請求項4に記載の水再利用装置のこのような構成によれば、上水補給手段が上水補給状態にあるか否かを検出する上水補給情報検出手段を、開閉制御弁やフローセンサを用いて構成することが可能とされる。
以上のように、本発明によれば、特に、貯留部から水再利用先へ供給されている水が排水供給状態および上水供給状態のいずれかであるかを報知する構成を用いることによって、排水が再利用されていることを使用者に直接認識させることができ、以って使用者に満足感を与えることが可能とされる。
以下に、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施の形態は、一般家庭等から排出される排水(被処理水)の処理を行う水再利用装置100について説明するものである。
本発明における「水再利用装置」の一実施の形態である水再利用装置100の概略構成が図1に示される。ここでは、一般家庭用の排水処理に本発明を適用した場合を図1を参照しつつ説明する。
図1に示す水再利用装置100は、一般家庭の生活排水を水再利用先(トイレの洗浄水タンク)へ供給する装置である。図1に示すように、家庭において、上水(上水道からの水)が洗濯用、洗面用、トイレ用、台所用などの上水供給先へ供給されるようになっている。この上水は、上水補給管10を通じて後述する再利用水槽本体101へも供給(補給)が可能となっている。この上水補給管10(本発明における「上水補給経路」に対応)には、電磁式の開閉制御弁146が設けられており、この開閉制御弁146の開閉動作によって再利用水槽本体101へ上水が補給される状態と補給されない状態が切り換るようになっている。この開閉制御弁146は、後述する再利用水槽本体101の貯水室140に設けられた水位センサ144による水位検出情報に基づいて制御部150によって制御されるように構成される。すなわち、制御部150は、開閉制御弁146に対し制御信号を出力する構成を有しており、水位センサ144により検出された貯水室140の水位が基準水位を下回る場合に開閉制御弁146を開状態に制御する一方、水位センサ144により検出された貯水室140の水位が基準水位に達した場合に開閉制御弁146を閉状態に制御する。これにより、貯水室140における水位の維持が可能とされる。
本実施の形態の水再利用装置100は、槽状に成形された再利用水槽本体101の内部に、後述する各種の浄化処理機構を収容している。洗濯排水及び洗面排水は合流升20に集められ、浴室排水とともにトラップ弁22を経由して再利用水槽本体101の流入管102に合流する。特に浴室排水や洗濯排水は、排出(放流)タイミングを使用者が任意に定めることが可能な、比較的まとまった量の排水である。この流入管102を通って再利用水槽本体101に流入する排水(以下「排水A」という)は、相対的に汚濁物質濃度の低い排水である。この排水Aは、通常各種洗浄排水に由来の泡沫成分を含む。再利用水槽本体101内の浄化処理機構によって浄化処理された処理水は、後述する貯水室140から再利用水(中水)として取水され、取水管104、給水ポンプ105、給水管106を通じて水再利用先であるトイレの洗浄水タンクに供給される。このように、取水管104、給水ポンプ105、給水管106は、貯水室140に貯留された貯留水を再利用水として水再利用先へ供給する手段を構成しており、本発明における「貯留水供給手段」に相当する。
また、本実施の形態では、上水補給管10と取水管104とを接続する接続管107が設けられており、上水補給管10を流れる上水を、取水管104、給水ポンプ105、給水管106を通じてトイレの洗浄水タンクに供給可能としている。
一方、トイレ排水は合流升24に集められ、更に台所排水とともに合流升26,28、放流升30を経由して下水道へ放流される。この排水(以下「排水B」という)は、相対的に汚濁物質濃度の高い排水であり、処理後の水を一般的に再利用水(中水)として利用し難い排水である。一般に、排水Bは排水Aに比して濃度負荷が高く水量負荷が低い。この排水Bは、通常トイレ排水に由来の屎尿を含む。
また、本実施の形態では、例えばトイレ室内に操作パネル160が設けられている。この操作パネル160は、表示ランプ162や図示しないその他のボタン類やスイッチ類を備える。表示ランプ162は既知のランプ、LED、液晶などを用いて構成される。制御部150は、この操作パネル160に電気的に接続されており、開閉制御弁146の開閉情報に基づいて表示ランプ162の点灯状態を制御する。具体的には、開閉制御弁146が閉状態にあるときに表示ランプ162が点灯状態とされ、開閉制御弁146が開状態にあるときに表示ランプ162が消灯状態とされる。開閉制御弁146の閉状態は、上水が再利用水槽本体101の貯水室140へ補給されていない状態、すなわち生活排水を再利用水(中水)として再利用している状態(本発明における「排水供給状態」に対応)と合致している。一方、開閉制御弁146の開状態は、上水が再利用水槽本体101の貯水室140へ補給されている状態、すなわち生活排水を再利用水(中水)として再利用していない状態(本発明における「上水供給状態」に対応)と合致している。このように、開閉制御弁146は、その開閉状態によって貯水室140への上水補給状態を検出することを可能とするものであり、本発明における「上水補給状態検出手段」に対応している。
そこで、本実施の形態では、上水が再利用水槽本体101の貯水室140へ補給されていないことを示す開閉制御弁146の閉状態において、表示ランプ162を点灯させることによって、使用者は生活排水が現在再利用されているということを直接認識することができるようにしたのである。なお、本実施の形態では、この表示ランプ162に「ECO」の文字が表記されており、ランプ点灯によって「ECO」の文字が強調されて表示されるように構成されている。これにより、使用者は水再利用をより強く認識することとなる。このように、本実施の形態の表示ランプ162は、開閉制御弁146の開閉状態を示す情報に基づいて、貯水室140から水再利用先(トイレの洗浄水タンク)へ供給されている水が排水供給状態(中水を主体とした状態)および上水供給状態(上水を主体とした状態)のいずれかであるかを報知する手段として構成されるものであり、本発明における「報知手段」に対応している。
ここで、上記再利用水槽本体101内における浄化処理機構の構成が図2に示される。図2に示すように、再利用水槽本体101は、その内部に浄化処理機構として、処理工程の順に対応して上流側(図2の左側)から順に、接触ばっ気室110、沈殿室120、消毒室130、貯水室140を備えている。
接触ばっ気室110は、接触材充填部112を有し、この接触材充填部112には有機汚濁物質を好気処理(酸化)する好気性微生物が付着する所定量の接触材C1が充填されている。被処理水がこの接触材充填部112を繰り返し通過する際に、被処理水中の有機汚濁物質が分解されBODが除去される。また、この接触ばっ気室110には、泡沫分離装置114が設けられている。この泡沫分離装置114において、ブロワ118から供給されたばっ気・泡沫分離用エアが散気管116を通じて室内に散気されることによって、被処理水中の泡沫成分が泡沫となる。この泡沫は、オーバーフロー水とともにオーバーフロー管103を通じて放流升(図1中の放流升30)に流れたのち下水道へ放流される。このとき、SS(浮遊物質)の一部も合わせて除去される。
沈殿室120は、その底部が傾斜した傾斜部122を備え、この傾斜部122は接触ばっ気室110側の高さが低く(水深が深く)なっている。この傾斜部122は、接触ばっ気室110において発生し、移流開口を通じて沈殿室120へ移流したSS(浮遊物質)を、接触ばっ気室110の底部へと誘導することによって沈殿分離する機能を有する。沈殿室120の水は、例えばフロート式の流量調整装置124を介して流量調整がなされたのち消毒室130へ移流する。
消毒室130は、消毒剤注入装置132を備えており、この消毒剤注入装置132によって沈殿室120から流入する水の消毒処理を行い、消毒処理後の水は貯水室140へ移流する。なお、流入管102を通じて再利用水槽本体101内へ受け入れた排水Aを、浄化処理し貯水室140へ供給するまでの機構によって、本発明における「排水供給手段」が構成される。
貯水室140は、水再利用先へ供給する前の水を一旦貯留する領域であり、本発明における「貯留部」に対応している。この貯水室140には、上水補給装置142が設けられている。この上水補給装置142は、貯水室140の水位に応じて上水道から「上水」を補給する機能を有する。この上水補給装置142が、本発明における「上水補給手段」に対応している。この上水補給装置142は、特に図示しないものの既知の構成の水位センサ144を備える。この水位センサ144は、貯水室140の水位に関する情報を検出する機能を有するとともに、制御部(図1中の制御部150)と電気的に接続されており、検出情報を制御部へ伝達するように構成されている。
なお、本実施の形態では、この貯水室140の貯留容量に関し当該貯留容量が日平均再利用水量(1日あたりの再利用水量の平均値)を下回るように構成され、貯水室140のコンパクト化が図られている。例えば、5人家族の家庭において予め想定された日平均再利用水量が300リットルである場合、貯水室140の貯留容量が300リットルを下回る値に設定される。
以上のように、本実施の形態の水再利用装置100によれば、特に生活排水が再利用水(中水)として再利用されているときに表示ランプ162を点灯させる構成によって、生活排水が再利用されていることを使用者に直接認識させることができ、これにより使用者の満足感を高めることが可能となる。
特に、本実施の形態では、表示ランプ162の点灯態様に基づいて、浴室排水や洗濯排水の排出タイミングを任意に定めることができる。例えば、上水供給状態となるタイミングで表示ランプ162が消灯している場合や、上水供給状態となるタイミングが予め予想される場合に、当該タイミングに合わせて、使用者が浴室排水や洗濯排水を排出することによって、浴室排水や洗濯排水の再利用水を効率的に確保することが可能となる。
また、本実施の形態によれば、表示ランプ162の点灯態様によって貯水室140の水が不足なのか否かを間接的に認識することができる。具体的には、表示ランプ162が点灯しているときは貯水室140の水が確保されている一方、表示ランプ162が消灯しているときは貯水室140の水が不足していると認識される。従って、表示ランプ162が消灯している場合、使用者は、トイレでの水使用のタイミングに合わせて排水(洗濯排水、浴室排水など)を排出(放流)するように心がけることによって、再利用水を効率的に確保することが可能となる。
また、本実施の形態によれば、貯水室140の貯留容量が日平均再利用水量を下回るように構成することによって、貯水室140の貯留容量を抑え水再利用装置100のコンパクト化を図ることが可能となる。一方で、浴室排水や洗濯排水を排出(放流)するタイミングと、再利用水を水再利用先へ供給するタイミングがずれると、上水供給状態が形成され易くなる(排水の再利用状態が形成されにくくなる)が、本実施の形態の表示ランプ162の報知動作に対応して作業者が浴室排水や洗濯排水を排出(放流)することで、浴室排水や洗濯排水を排出(放流)するタイミングと、再利用水を水再利用先へ供給するタイミングを合致させることができ、これにより貯水室140の貯留容量を抑えた場合であっても上水供給状態が形成されにくく(水再利用状態が形成され易く)することが可能となる。
また、本実施の形態によれば、表示ランプ162の点灯が上水補給装置142の作動と連動しているため、表示ランプ162の点灯態様によって上水補給装置142の作動状態、例えば異常の発生の把握を行なうことができる。具体的には、上水補給装置142の故障により上水の補給が停止しなくなるような状況や、沈殿室120から貯水室140への移流が行なわれなくなるような状況を把握するのに有効である。
〔他の実施の形態〕
なお、本発明は上記の実施の形態のみに限定されるものではなく、種々の応用や変形が考えられる。例えば、上記実施の形態を応用した次の各形態を実施することもできる。
上記実施の形態では、表示ランプ162の点灯によって生活排水が再利用されている事を使用者に視覚的に報知する場合について記載したが、本発明では、表示ランプ162の点滅や消灯によって生活排水が再利用されている事を使用者に視覚的に報知するようにしてもよい。また、本発明では、LEDや液晶を用い文字、数字、図柄などを表示する表示器によって報知を行なうようにしてもよい。更に、スピーカ等から出力される音や音声によって聴覚的に報知する態様、視覚的に報知する態様(ランプ、文字、数字、図柄などを含む)と聴覚的に報知する態様とを組み合わせた態様などを採り得る。
また、上記実施の形態では、開閉制御弁146の開閉状態に基づいて、再利用水槽本体101に上水が補給されていることを検知する場合について記載したが、本発明では、再利用水槽本体101に上水が補給されていることを検知する手段として別の構成を用いることもできる。例えば、上水補給管10に上水が流れていることを定性的または定量的に検出する既知の構成のフローセンサ(本発明における「フローセンサ」に対応)を用い、上水補給管10に上水が流れている場合に再利用水槽本体101に上水が補給されていると判定するように構成することができる。このようなフローセンサも、開閉制御弁146と同様に貯水室140への上水補給状態を検出することを可能とするものであり、本発明における「上水補給状態検出手段」に対応している。本構成を採用する場合には、水位センサ144と開閉制御弁146の組み合わせにかえて、貯水室140の水位に応じてフロートが上下することで上水補給を機械的に切り換える、いわゆる「ボールタップ」を用いることもできる。
また、上記実施の形態は、一般家庭等から排出される生活排水を再利用する水処理技術を例にして説明したが、本発明は、生活排水をはじめ、雨水等の各種の水を再利用する水処理技術に適用され得る。また、生活排水を水洗トイレの洗浄水以外、例えば洗車用の水や、庭などへの散水用の水として再利用するようにしてもよい。
本発明における水再利用装置の一実施の形態である水再利用装置100の概略構成を示す図である。 図1中の再利用水槽本体101内における浄化処理機構の構成を示す図である。
符号の説明
100…水再利用装置
101…再利用水槽本体
102…流入管
103…オーバーフロー管
104…取水管
105…給水ポンプ
106…給水管
110…接触ばっ気室
116…散気管
118…ブロワ
120…沈殿室
130…消毒室
140…貯水室
142…上水補給装置
144…水位センサ
146…開閉制御弁
150…制御部
160…操作パネル
162…表示ランプ

Claims (4)

  1. 排水の再利用水を水再利用先へ供給する水再利用装置であって、
    水再利用先へ供給する前の水を貯留する貯留部と、
    前記貯留部へ排水を供給する排水供給手段と、
    前記貯留部に貯留された貯留水を再利用水として前記水再利用先へ供給する貯留水供給手段と、
    前記貯留部の貯留水に上水を補給する上水補給手段と、
    前記上水補給手段が上水補給状態にあることを検出する上水補給状態検出手段と、
    前記上水補給状態検出手段による検出情報に基づいて、前記貯留部から前記水再利用先へ供給されている水が排水供給状態及び上水供給状態のいずれかであるかを報知する報知手段と、
    を備えることを特徴とする水再利用装置。
  2. 請求項1に記載の水再利用装置であって、
    浴室排水及び洗濯排水の少なくとも一方が排水として流入する構成の水再利用装置。
  3. 請求項2に記載の水再利用装置であって、
    前記貯留部は、その貯留容量が日平均再利用水量を下回るように構成されていることを特徴とする水再利用装置。
  4. 請求項1〜3のいずれかに記載の水再利用装置であって、
    前記上水補給状態検出手段は、前記貯留部に対する上水補給経路の開閉を行う開閉制御弁、または当該上水補給経路を流れる上水の流れを検出するフローセンサを用いて構成されていることを特徴とする水再利用装置。
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