TWI768169B - 淨化處理系統 - Google Patents

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荒卷裕治
天本遼介
和田将
原田力
東孝彦
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日商西無電子工業股份有限公司
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Abstract

提供一種生態廁所系統,藉由在完全循環式之生態廁所系統中之淨化槽之前後,設置可儲留被處理水之調整槽,即便是使用集中之情形,亦可不停止系統而穩定地提供。於對包含污物之被處理水進行微生物處理而作為洗淨水來循環之生態廁所系統1中,具備:原水槽3,其被投入從廁所2排出之包含污物之被處理水;第1調整槽4,其一面進行藉由通氣之好氧處理一面儲留從原水槽3排出之被處理水31,將儲留之被處理水31以泵43來排出;淨化槽5,其對從第1調整槽4排出之被處理水31進行微生物處理;第2調整槽6,其將從淨化槽5排出之被處理水31一面進行厭氧處理一面儲留,將儲留之被處理水31以泵62來排出;反應槽7,其將從第2調整槽6排出之被處理水31中之有機物進行分解;以及洗淨槽8,其將從反應槽7排出之被處理水31作為便器之洗淨水而儲留。

Description

淨化處理系統
本發明係關於一種利用微生物處理之循環式之淨化處理系統。
已知利用微生物來分解***物,且將***物之洗淨中所利用之水再次作為新的洗淨水而再利用的循環式之生態廁所系統(例如參照專利文獻1)。專利文獻1中所示之技術係將利用洗淨水來洗淨廁所時之包含污物之被處理液經由複數個槽而於上述洗淨水中循環之生態廁所系統1,具備:接收槽4,其儲留上述被處理液;移送泵,其將儲留於上述接收槽4之上述被處理液移送至下一生物處理槽5;複數個處理槽5~7,其將上述被處理液處理為上述洗淨液;以及洗淨水槽8,其儲留經處理之上述洗淨水;上述移送泵以一定之流量將上述被處理液移送至下一生物處理槽5。此種生態廁所系統由於不需要電源或上下水道之設備,故而於災害發生時或基礎設施不完備之地域等,可不受制約地使用。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2016-89538號公報
[發明所欲解決之課題]
然而,專利文獻1中所示之生態廁所系統,由於不對系統整體之水量進行監視、控制,故而例如於廁所之使用集中之情形時等,存在處理跟不上,而不得不利用未處理狀態之再生水之可能性。
又,同時,由於處理跟不上而可能產生處理對象物從槽溢出之情形,因此存在導致其後之維護工時之增加或系統之故障的問題。
本發明提供一種淨化處理系統,藉由在完全循環式之淨化處理系統中之淨化槽之前後,設置可儲留被處理水之調整槽,則即便為使用集中之情形,亦可不停止系統而穩定地提供。 [解決問題之手段]
本發明之淨化處理系統,係對包含污物之被處理水進行微生物處理而作為洗淨水來循環者,具備:原水槽,其被投入所排出之包含污物之被處理水;第1調整槽,其一面進行藉由通氣之好氧處理,一面儲留從上述原水槽排出之被處理水,將儲留之被處理水以泵來排出;淨化槽,其將從第1調整槽排出之被處理水進行微生物處理;第2調整槽,其將從淨化槽排出之被處理水一面進行厭氧處理一面儲留,將儲留之被處理水以泵來排出;反應槽,其將從第2調整槽排出之被處理水中之有機物進行分解;以及洗淨水槽,其將從反應槽排出之被處理水作為洗淨水而儲留。
如此,本發明之淨化處理系統,具備:原水槽,其被投入包含污物之被處理水;第1調整槽,其一面進行藉由通氣之好氧處理,一面儲留從上述原水槽排出之被處理水,將儲留之被處理水以泵來排出;淨化槽,其將從第1調整槽排出之被處理水進行微生物處理;第2調整槽,其將從淨化槽排出之被處理水一面進行厭氧處理一面儲留,將儲留之被處理水以泵來排出;反應槽,其將從第2調整槽排出之被處理水中之有機物進行分解;以及洗淨水槽,其將從反應槽排出之被處理水作為洗淨水而儲留;因此發揮如下效果:設置於淨化槽之處理之前段及後段的第1調整槽及第2調整槽預先進行微生物處理,同時可發揮作為儲留被處理水之緩衝區的功能,且即便是使用集中之情形,亦可不停止系統而穩定地驅動。
本發明之淨化處理系統,具備至少基於儲留於上述反應槽之被處理水之儲留量來控制第2調整槽之泵之驅動的控制手段。
如此,本發明之淨化處理系統中,由於至少基於儲留於反應槽之被處理水之儲留量來控制第2調整槽之泵之驅動,故而發揮如下效果:於洗淨水足夠之情形時,可於第2調整槽儲留被處理水,於洗淨水變得不足之情形時,可將適當量送出至反應槽。
本發明之淨化處理系統,具備至少基於儲留於上述第2調整槽之被處理水之儲留量來控制第1調整槽之泵之驅動的控制手段。
如此,本發明之淨化處理系統中,由於至少基於儲留於第2調整槽之被處理水之儲留量來控制第1調整槽之泵之驅動,故而發揮可進行與淨化處理相匹配之適當控制的效果:例如於第2調整槽之被處理水多之情形時,判斷為淨化處理跟不上,使從第1調整槽向淨化槽之被處理水緩慢排出;於第2調整槽之被處理水少之情形時,判斷為淨化處理足夠及時,使從第1調整槽向淨化槽之被處理水急速排出。
本發明之淨化處理系統,具備至少基於儲留於上述第2調整槽之被處理水之水質來控制第1調整槽之泵之驅動的控制手段。
如此,本發明之淨化處理系統中,由於至少基於儲留於上述第2調整槽之被處理水之水質來控制第1調整槽之泵之驅動,故而發揮如下效果:藉由根據水質資訊來判斷淨化處理是否適當進行,可進行與淨化處理之狀態相匹配之適當控制。
本發明之淨化處理系統中,上述第2調整槽與上述原水槽鄰接配設,並且該第2調整槽及原水槽通過配管而連接,於該配管之途中配置有閥,上述第2調整槽係從該第2調整槽中之較上述原水槽之上表面位置更上方朝向上述上表面位置,內部加工為錐狀,並且於該錐狀之前端部分具有開口部,從該開口部中延伸出之上述配管與上述原水槽之上表面部分連接。
如此,本發明之淨化處理系統中,由於第2調整槽及原水槽通過配管而連接,於該配管之途中配置有閥,上述第2調整槽係從該第2調整槽中之較上述原水槽之上表面位置更上方朝向上述上表面位置,內部加工為錐狀,並且於該錐狀之前端部分具有開口部,從該開口部延伸出之上述配管與上述原水槽之上表面部分連接,故而發揮如下效果:可將儲存於第2調整槽之錐狀之前端部分中的未處理之污物,通過配管而返送至原水槽,再次藉由微生物處理而分解。
本發明之淨化處理系統之上述閥為電磁閥,且具備定期或不定期地控制上述電磁閥之開放的控制手段。
如此,本發明之淨化處理系統中,由於上述閥為電磁閥,且具備定期或不定期地控制上述電磁閥之開放的控制手段,因此發揮如下效果:可將儲存於第2調整槽之錐狀之前端部分的未處理之污物,藉由自動控制而定期或不定期地返送至原水槽,再次進行微生物處理。
本發明之淨化處理系統於上述第1調整槽以及上述第2調整槽之內壁面,設置有已投入使菌著床之接觸材之菌床袋。
如此,本發明之淨化處理系統中,由於在第1調整槽以及第2調整槽之內壁面設置有已投入使菌著床之接觸材之菌床袋,故而發揮如下效果:不僅使第1調整槽及第2調整槽作為儲留被處理水之緩衝區而發揮功能,並且同時亦進行微生物處理,藉此可更高性能地對被處理水進行處理。
又,由於設置有已投入使菌著床之接觸材之菌床袋,故而發揮如下效果:不僅可使菌之維護容易,而且可防止大鋸屑等堵塞配管。
本發明之淨化處理系統具備:中空纖維過濾器,其使通過上述反應槽之被處理水通過;以及逆滲透膜過濾器,其使通過中空纖維過濾器之被處理水通過。
如此,本發明之淨化處理系統中,由於具備使通過反應槽之被處理水通過的中空纖維過濾器、以及使通過中空纖維過濾器之被處理水通過的逆滲透膜過濾器,故而發揮如下效果:不僅可將殘留之菌去除,而且可通過反應槽之木片而將經著色之被處理水之顏色去除,從而生成透明之洗淨水。
又,由於利用中空纖維過濾器來去除粗菌後,利用逆滲透膜過濾器來去除微細之著色,故而發揮如下效果:可將過濾器之堵塞抑制為最小限度,可減少維護之工時。
本發明之淨化處理系統,具備使儲留於上述洗淨水槽之洗淨水定期或不定期地於系統內循環之循環控制手段。
如此,本發明之淨化處理系統中,由於具備使儲留於洗淨水槽之洗淨水定期或不定期地於系統內循環之循環控制手段,故而發揮如下效果:於使用頻率少之情形時,存在洗淨水槽內之洗淨水劣化之情形,但可藉由使洗淨水於系統內循環而防止洗淨水之劣化,從而可一直使用潔淨之洗淨水。
以下,對本發明之實施形態進行說明。又,於本實施形態之整體中,對相同要素標註相同符號。
(本發明之第1實施形態) 使用圖1至圖9,對本實施形態之淨化處理系統進行說明。本實施形態中,作為淨化處理系統之一例而對生態廁所系統進行說明,但除了廁所以外,亦可應用於家畜之屎尿處理、生活廢水或廚餘垃圾之處置等可利用微生物來分解之污物之處理。本實施形態所示之生態廁所系統係可藉由將廁所之洗淨所使用之水進行微生物處理而再次作為洗淨水來再利用之循環式生態廁所系統。此外,藉由所需之能量利用太陽光等自然能量,亦可設為能夠獨立發揮功能之完全獨立型之循環式生態廁所系統。
圖1係表示本實施形態之生態廁所系統之構成的系統構成圖,圖2係表示本實施形態之生態廁所系統之構成的示意圖。生態廁所系統1具備:原水槽3,其將從廁所2中沖洗之污物進行物理性之細微分解;第1調整槽4,其將包含變得細微之污物的成為處理對象之被處理水31一面儲留,一面利用好氧性菌進行第1好氧處理;淨化槽5,其進行利用厭氧性菌之第1厭氧處理、以及利用好氧性菌之第2好氧處理;第2調整槽6,其將於淨化槽5中經處理之被處理水一面儲留,一面利用厭氧性菌進行厭氧處理;反應槽7,其將被處理水中所含之有機物分解為二氧化碳及水;洗淨槽8,其將經淨化為再生水之處理水儲留;以及控制部100,其對系統整體進行監視、控制。
又,於廁所2之便座上設置有洗淨便座9,其具備:雨水儲留槽10,其儲留用以於該洗淨便座9中使用之雨水;以及加壓部11,其為將儲留於雨水儲留槽10中之雨水處理水用於洗淨便座9,而將該雨水處理水加壓。
進而具備:太陽能板12,其將從太陽光獲得之能量轉換為電;以及二次電池13,其將所發電之電進行充電。
圖3及圖4係表示本實施形態之原水槽之構造的圖。圖3係原水槽3之整體立體圖,圖4係原水槽3之俯視圖及剖面圖(圖4(A)為原水槽3之俯視圖,圖4(B)係從圖4(A)之箭頭a來看之情形時之剖面圖)。於原水槽3中,投入廁所2中用於洗淨之洗淨水與***物等污物混合之被處理水31。原水槽3具有:投入區域32,其投入該被處理水31;以及送出區域34,其將被處理水31中所含之固形物經細微分解之狀態之被處理水31,利用泵33而送出至下一個處理槽。此時之泵33之驅動控制係由控制部100來進行。
圖3及圖4中,於投入區域32配設有來自廁所2之被處理水31所流入之流入口35,且利用配管而與廁所2之排出口連接。又,詳情如後述,配設有來自第2調整槽6之返送污泥所投入之投入口36。從流入口35及投入口36投入之被處理水31中之固形物於投入區域32中,藉由攪拌葉片37之旋轉以及利用鼓風機38(鼓風機之散氣管)之通氣而細微地破碎。攪拌葉片37之旋轉係藉由馬達37a之驅動而進行,該馬達37a之驅動控制係由控制部100來進行。
將投入區域32與送出區域34分隔之分隔板39係由3個平板狀之部位所形成,包含:第1構件39a,其相對於原水槽3而於垂直方向,從上表面配設至下表面近旁;第2構件39b,其係以從第1構件39a之途中之位置朝向投入區域32側之下方而傾斜之方式來配設;以及第3構件39c,其相對於原水槽3而於垂直方向,從第2構件39b之端部配設至原水槽3之下表面。各個構件與原水槽3之側壁面無間隙地黏接,成為被處理水31不從側面部分流通之構造。此外,第1構件39a與第3構件39c不需要相對於原水槽3而嚴格地垂直配設,亦可多少於水平方向傾斜。
第1構件39a中,於該第1構件39a中之較與第2構件39b接合之接合位置S而言上方之區域、以及第2構件39b,開有小的孔301,於投入區域32中經細小破碎之固形物與被處理水31流通至送出區域34,破碎不充分之固形物勾掛於孔301,無法移動至送出區域34側。即,分隔板39發揮過濾器之作用,藉由使破碎不充分之固形物不移動至送出區域34,來防止泵33或配管之堵塞。
又,鼓風機38夾持第2構件39b而設置於送出區域34側,成為經由第2構件39b之孔301而向投入區域32側進行通氣之構造。藉此,可使勾掛於孔301上之大塊之固形物從第2構件39b上脫離,防止孔301之堵塞,而且可使大塊之固形物於投入區域32內擴散,而再次進行粉碎處理。
於第1構件39a之較接合位置S而言下方之區域未形成孔301,鼓風機38之通氣係效率良好地傳遞至投入區域32側。此外,對於第3構件39c,可形成、亦可不形成孔301。
泵33之驅動係由控制部100來進行,控制部100於後段之第1調整槽4之水位存在餘裕之情形時,隨時將原水槽3之被處理水31泵壓至第1調整槽4中。於第1調整槽4之水位不存在餘裕之情形時,不驅動泵33而於送出區域34中儲留被處理水31,但於送出區域34中設置有浮子302,於超過預先設定之水位之情形時,不論第1調整槽4之水位如何,均泵壓而送出被處理水31。
從原水槽3之送出區域34中由泵33所送出之被處理水31儲留於第1調整槽4中。該第1調整槽4中,根據下一段之淨化槽5之處理之進行狀態而儲留被處理水31。其係於控制部100中,判斷為淨化槽5之淨化處理緩慢之情形時,即,於第2調整槽6之水位升高,判斷為從淨化槽5排出之被處理水31增加之情形時,為了降低淨化槽5之淨化處理之速度,而將被處理水31儲留於第1調整槽4中。又,於判斷為淨化槽5之淨化處理順利進行之情形時,即,於第2調整槽6之水位低,判斷為從淨化槽5排出之被處理水31不那麼多之情形時,為了推進淨化槽5之淨化處理,而立即將被處理水31投入至淨化槽5中。
而且,於該第1調整槽4中,設置有成為好氧性菌之菌床的第1菌床區域41,該菌床中活化之菌於第1調整槽4之內壁上形成生物膜,藉由來自鼓風機42(鼓風機之散氣管)之通氣而進行好氧處理。又,同時,藉由來自鼓風機42之通氣而使被處理水31之溶存氧增加,使以下處理中之菌之活動活化。即,於在第1調整槽4中儲留被處理水31之期間,可事先進行好氧處理來作為淨化槽5之預處理,可減輕後段之淨化槽5之淨化處理之負擔。
此外,被處理水31從第1調整槽4向淨化槽5中之送出係藉由泵43之泵壓而進行,泵43之驅動控制係藉由基於第2調整槽6之水位的控制部100之控制來進行。又,於菌床區域41中,投入有例如於網狀之菌床袋中著床有菌之接觸材,因此,活化之菌亦可於第1調整槽4之內壁上形成生物膜。藉此,可防止接觸材散落於槽內,而且可防止由接觸材所引起之配管之堵塞等。
又,如圖2所示,於第1調整槽4之上部,亦可配設攪拌葉片44以及將該攪拌葉片44旋轉驅動之馬達45。存在於第1調整槽4之上部堆積固形物(原水槽3中經細微粉碎之固形物浮起而堆積)之可能性,於僅藉由鼓風機42之通氣,所堆積之固形物難以擴散之情形時,可藉由驅動攪拌葉片44,而將堆積之固形物再次粉碎,送出至後段之處理槽5中。馬達45之驅動控制係由控制部100來進行。驅動之時機例如可將馬達45定期驅動,亦可嘗試定期驅動而測定其摩擦力,於摩擦大之情形時,推定為固形物堆積,從而使馬達45正式驅動。
進而,泵43亦可設置於直接受到鼓風機42之通氣的位置。藉此,可藉由通氣而防止泵43之堵塞。
進而,於第2調整槽6中設置水質感測器(未圖示),控制部100可基於該水質感測器之資訊來控制第1調整部4之泵43之驅動。即,於第2調整槽6之水質良好之情形時,視為淨化處理充分進行,向淨化槽5中送出被處理水31;於水質不良之情形時,視為淨化槽5中之淨化處理不充分,儘可能於第1調整槽4中儲留被處理水31,降低淨化處理之速度。又,此時,詳情如後述,亦可以加快從第2調整槽6向原水槽3中返送之方式來控制。藉此,可將淨化處理不充分之被處理水31再次進行淨化處理,提高水質。
從第1調整槽4中送出之被處理水31於淨化槽5中正式進行微生物處理。圖5係表示本實施形態之生態廁所系統中之淨化槽之構造的圖。淨化槽5具有:進行第1厭氧處理之厭氧處理區域51、進行第2好氧處理之好氧處理區域52、及將被處理水31送出至後段之反應槽6中之送出區域53。
從第1調整槽4投入之被處理水31,首先於厭氧處理區域51中進行第1厭氧處理。該第1厭氧處理由於耗費某種程度之時間而進行,故而如圖5所示,將厭氧處理區域51劃分為2個,成為於各個分區中依序進行厭氧處理之構造。各個分區係由連通之管所連接,被處理水31藉由自然流下而於分區間流通。厭氧處理區域51與好氧處理區域52係以可於各個區域之上方流通被處理水31之方式來連通,經第1厭氧處理之被處理水31通過該連通路而送出至好氧處理區域52中。於好氧處理區域52中,收納於網狀之框體55中,由鼓風機57(鼓風機之散氣管)對好氧性菌所常駐之接觸材56輸送空氣,進行好氧處理。好氧處理區域52與送出區域53係於各個區域之下方連通,經好氧處理之被處理水31送出至下一個第2調整槽6中。該淨化槽5之處理不使用泵等,全部藉由自然流下而進行。因此,與被處理水31投入之量相應地,同時對第2調整槽6中送出同量之被處理水。
又,於好氧處理區域52中進行好氧處理之被處理水31之一部分為了再次進行充分之微生物處理,而利用泵或通氣,通過管而返送至厭氧處理區域51中,反覆處理而成為更潔淨之被處理水31。此外,鼓風機57或泵之驅動控制係由控制部100來進行。
於淨化槽5中經處理之被處理水31儲留於第2調整槽6中。圖6係表示本實施形態之生態廁所系統中之第2調整槽之構造的圖。該第2調整槽6係基於後述洗淨水之殘量或淨化槽5之處理之進行程度,即,第2調整槽6之水位、後述之反應槽7中之停留區域73之水位、視需要之洗淨槽8之水位等,由控制部100來判斷處理之進行程度,且根據該控制部100之判斷,被處理水31儲留,或送出至下一段之反應槽7中。即,當洗淨槽8或反應槽7之停留區域73之水位下降時,判斷為洗淨水容易不足,而將被處理水31向反應槽7中送出。當洗淨槽8或反應槽7之停留區域73之水位上升時,判斷為洗淨水得以確保充分,而將被處理水31儲留於第2調整槽6內。於該第2調整槽6之水位亦上升之情形時,如上所述,藉由將被處理水31儲留於第1調整槽4中,來調整處理之進行程度。此外,被處理水31從第2調整槽6向反應槽7中之送出係由泵62來進行,泵62之驅動控制係如上所述基於控制部100之判斷來進行。
於被處理水31以淨化槽5中之淨化處理不充分之狀態來送出至該第2調整槽6中之情形時,存在導致污泥沈澱於第2調整槽6之下方之情形。因此,如圖6所示,使第2調整槽6之儲留被處理水31之底面部分傾斜,成為污泥沈澱於其前端部分61之構造。該傾斜之前端部分61成為高度與原水槽3之上表面位置對應,且將沈澱之污泥抽出而返送至原水槽3之構造。具體而言,前端部分61與原水槽5之上表面部分係由配管67所連接,於該配管67上設置有電磁閥68。該電磁閥68成為藉由控制部100之控制而定期或不定期地開放之構造,藉由電磁閥68開放,可將滯留於前端部分61之污泥抽出而返送至原水槽3中。原水槽3與第2調整槽6鄰接配設,藉由將配管67之長度抑制為最小限度,不僅可將沈澱於第2調整槽6之污泥容易地返送至原水槽3中,而且可減少維護之工時。
此外,於該第2調整槽6亦設置與第1調整槽4同樣之菌床區域63,因此活化之菌亦可於第2調整槽6之內壁上形成生物膜。藉此,可對儲留於第2調整槽6中之處理水31再次進行厭氧處理,並且可防止接觸材散落於槽內,可防止由接觸材引起之配管之堵塞等。
又,如上所述,於第2調整槽6中設置水質感測器(未圖示),可基於來自水質感測器之資訊,來控制向原水槽3之返送之速度。即,於水質差之情形時,可增大向原水槽3之返送之速度(或者返送之量),於水質良好之情形時,可減少向原水槽3之返送之速度(或者返送之量)。
從第2調整槽6送出之被處理水31投入至反應槽7中。圖7係表示本實施形態之生態廁所系統中之反應槽之構造的圖。當被處理水31被投入至反應槽7時,係從設置於反應槽7之上方的散布部71來散布投入。反應槽7具有:將被處理水31中所含之有機物分解為二氧化碳與水而去除的分解區域72(上側之區域)、以及將有機物經去除之被處理水31儲留之停留區域73(下側之區域)。於分解區域72中,填充有使有機物分解為二氧化碳與水之菌著床之生物碎片74(例如,杉木碎片等),從散布部71中散布之被處理水31一面通過該生物碎片74一面去除有機物。通過生物碎片74之被處理水31儲留於配置於下方之停留區域73。
儲留於停留區域73之被處理水31淨化至可作為洗淨水來利用之水準。然而,儲留於停留區域73之被處理水31由於在分解區域72中一面接觸生物碎片74一面通過,故而著色為茶色。即便淨化水準為充分,於茶色之水作為洗淨水而出現之情形時,對使用者而言亦不舒適。因此,為了去除該茶色之著色,而使用著色去除過濾器75。又,同時,為了使菌不向下一段之洗淨槽8中流出,而使用除菌過濾器76。
圖8係表示本實施形態之生態廁所系統中之反應槽之停留區域之構造的圖。圖8(A)表示將過濾處理前及後進行區域分割,且以1個過濾器進行處理之情形時之構造,圖8(B)表示將過濾處理前及後進行區域分割,且以2個過濾器進行處理之情形時之構造,圖8(C)表示將過濾處理前及後不進行區域分割,且以1個過濾器進行處理之情形時之構造,圖8(D)表示將過濾處理前及後不進行區域分割,且以2個過濾器進行處理之情形時之構造。如上所述,此處,出於將茶色之著色及菌去除之目的,有效的是,茶色之著色係使用利用滲透膜之著色去除過濾器75來去除,菌係使用利用中空纖維之除菌過濾器76來去除。
於圖8(A)之情形時,著色去除過濾器75與除菌過濾器76成為一體,僅將經過濾處理之被處理水31送出至洗淨槽8中。於該情形時,由於以1個過濾器來實現功能,故而可簡化構成,但存在過濾器容易堵塞之可能性。又,由於僅將經過濾處理之被處理水31送出至洗淨槽8中,故而於過濾器交換時或過濾器堵塞之情形時等,必須使生態廁所系統1整體停止。於圖8(B)之情形時,由於先利用除菌過濾器76而去除菌後再通過著色去除過濾器75,故而尺寸大之菌先被去除後,再進行著色去除,可抑制過濾器之堵塞。然而,於該情形時,亦於過濾器交換時或過濾器堵塞之情形時等,必須使生態廁所系統1整體停止。
於圖8(C)之情形時,著色去除過濾器75與除菌過濾器76成為一體,不論過濾處理之前後,被處理水31均送出至洗淨槽8中。於該情形時,與圖8(A)同樣,以1個過濾器來實現功能,因此可簡化構成,但存在過濾器容易堵塞之可能性。另一方面,不論過濾處理之前後,被處理水31均送出至洗淨槽8中,因此於過濾器交換時或過濾器堵塞之情形等時,亦必須使生態廁所系統1整體停止。於圖8(D)之情形時,由於先利用除菌過濾器76而去除菌後再通過著色去除過濾器75,故而尺寸大之菌先被去除後,再進行著色去除,可抑制過濾器之堵塞。又,於過濾器交換時或過濾器堵塞之情形時等,亦必須使生態廁所系統1整體停止。
此外,於該停留區域73中亦設置與第1調整槽4或第2調整槽6同樣之菌床區域77,因此活化之菌亦可於停留區域73之內壁上形成生物膜。藉此,可對儲留於停留區域73中之被處理水31再次進行厭氧處理。
藉由進行如圖8所示之過濾處理,可生成經透明化之潔淨之被處理水31(於該時刻成為於洗淨用途中再利用之處理水)。經透明化之被處理水31係基於控制部100之控制,藉由泵壓而從停留區域73送出至洗淨槽8中。若於廁所2中如廁後沖水,則該洗淨槽8之處理水由泵81來送出,洗淨廁所2,再次於系統內循環。
藉由如上所述之一系列處理,可使洗淨水循環。本實施形態中,各處理中必需之泵壓或用於驅動控制部100之電力係利用由太陽能板12所發電之電力。由太陽能板12發電之電力蓄電於二次電池13,視需要,各泵或控制部100一面消耗電力一面進行處理。陽光面板12可設置於屋頂之上,亦可將片型附設於生態廁所系統1之側壁。
又,本實施形態中,使用者如廁後可使用淨水便座9。淨水便座9用之水係使用儲留於雨水儲留槽10之雨水。雨水儲留槽10中,例如利用氯等化學品或光觸媒等來進行殺菌、消毒,即便接觸身體亦無問題之水準之淨水作為雨水處理水而得以確保。使用淨水便座9時,必須使洗淨用之雨水處理水以既定之水勢噴出,因此利用加壓部11進行加壓處理。該等控制全部由控制部100來進行,所需電力係由蓄電於二次電池13之電力來補充。
於洗淨便座9中使用雨水處理水之情形時,流至廁所2之水之量相應地增加。又,由於藉由排尿等亦投入水分,故而存在生態廁所系統1內之整體之水分量增加至對淨化處理造成影響之程度的情形。因此,本實施形態中,具有將增加之水分高效率地排出至生態廁所系統1之外部的功能。
圖9係表示本實施形態之生態廁所系統中,將增加之系統內水分排出之機構之一例的圖。圖9(A)為生態廁所系統之前視圖,圖9(B)為生態廁所系統之側視圖。圖9中,增加之水分淨化至可作為洗淨槽8之處理水而再利用之水準後,對太陽能板12釋放。如圖9所示,例如於太陽能板12之上方端部(上邊部分)設置開有小孔之溝槽121,將通過來自生態廁所系統之室內之管122且以泵壓而運送至該溝槽121中之處理水對太陽能板12之表面釋放。太陽能板12之表面藉由該處理水而冷卻,溫度下降,尤其可顯著提高夏季之發電效率。又,同時洗淨太陽能板12之表面,可提高發電效率。
此外,於太陽能板12附設於生態廁所系統1之側壁上之情形時亦同樣,可藉由從太陽能板12之上方端部(太陽能板12之上邊部分)對太陽能板12之表面釋放處理水,而降低太陽能板12之溫度,提高發電效率。
如圖9所示之處理水對太陽能板12之釋放,尤其於夏季等隨著太陽能板12之溫度上升而發電效率下降時極其有效,但到冬季則不具有太多的優點。又,根據環境,存在釋放出之處理水由外部氣溫冷卻而成為冰,使太陽能板12劣化之可能性。於此種情形時,藉由向各處理槽內送入空氣之氣流,可使氣體流接觸水分而使水分蒸發。例如,於使用鼓風機來進行通氣處理之原水槽3、第1調整槽4及好氧處理區域53等中,僅將上部開放,亦可使水分蒸發而使水減少。
又,為了更高效率地使水分蒸發,亦可利用由設置於廁所2內之換氣扇所產生之氣流。僅將由換氣扇產生之氣流於各槽流通,亦可促進水分蒸發。圖10係表示於本實施形態之生態廁所系統中,利用換氣扇之氣流將增加之系統內水分排出之情形時之構成的圖。圖10係表示生態廁所系統之內部構造的俯視圖,表示來自換氣扇131之氣流之方向。
圖10中,著色部分為氣流所流通之路徑,能夠於可與儲留於各槽之被處理水31或處理水接觸之狀態下流通。氣流之方向(由圖10之虛線箭頭所表示)有複數個,可根據生態廁所系統1內之水量而變更路徑。即,於生態廁所系統1內之水量極度增加,必須使大量水分蒸發之情形時,以經由儘可能多之槽而流通氣流之方式,利用閥(1)及/或閥(2)來控制氣流之路徑,於不需要使那麼多水分蒸發之情形時,以僅經由最小限度之槽而流通氣流之方式,利用閥(1)及/或閥(2)來控制氣流之路徑。該閥(1)及/或閥(2)之控制係由控制部100所進行。
此外,洗淨便座9中利用之水亦可利用將儲留於洗淨槽8之處理水進行殺菌、消毒而成者。
(本發明之第2實施形態) 使用圖11及圖12,對本實施形態之淨化處理系統進行說明。本實施形態中,亦與上述第1實施形態之情形同樣,作為淨化處理系統之一例而對生態廁所系統進行說明,但除了廁所以外,亦可應用於家畜之屎尿處理、生活廢水或廚餘垃圾之處置等可利用微生物來分解之污物之處理。此外,本實施形態中,與上述第1實施形態重複之說明省略。
圖11係表示本實施形態之生態廁所系統中之原水槽之構造的圖。圖11(A)為原水槽3之俯視圖,圖11(B)為從圖11(A)之箭頭a來看之情形時之剖面圖。圖11中,不具備如圖3及圖4之情形般之攪拌葉片37,成為僅藉由鼓風機38之通氣來對被處理水31中之固形物進行處理之構成。
圖11中,具有:投入區域32,其投入被處理水31;以及送出區域34,其利用泵33,將被處理水31中所含之固形物被細微分解之狀態之被處理水31送出至下一個處理槽。投入區域32與送出區域34係由具有小的孔301之第1構件39a來分隔。於投入區域32中配設有來自廁所2之被處理水31所流入之流入口35,且利用配管而與廁所2之排出口連接。又,詳情如圖11中後述,配設有來自第2調整槽6中之返送污泥所投入之投入口36。
從流入口35及投入口36投入之被處理水31中之固形物沈降於污泥受部101,該污泥受部101包含配設於投入區域32中之第2構件39b以及第3構件39c,於此處藉由鼓風機38之通氣而細微地破碎。污泥受部101包含:相對於原水槽3之垂直方向而傾斜配設之第2構件39b、以及與該第2構件39b連接且與原水槽3水平地配設之第3構件39c,且於各個構件中開有小的孔301。於投入區域32中細小地破碎之固形物及被處理水31通過污泥受部101以及第1構件之孔301而流通至送出區域34中,破碎不充分之固形物勾掛於孔301,無法移動至送出區域34側。
又,第2構件39b及第3構件39c係由固定於內側壁面之卡止部102a、102b來卡止。卡止部102a配設於較卡止部102b高之位置,利用第2構件39b之傾斜而將污泥收集於第3構件39c之水平部分,成為可高效率地通氣之構造。
進而,卡止部102a配設於較第1構件39a高之位置且為投入區域32側。藉此,即便假設為被處理水31大量投入之情形,從污泥受部101溢出之污泥亦不直接投入至送出區域34中,而溢出至投入區域32側,可防止送出區域34側之泵33等之堵塞。
此外,原水槽3之水位係利用浮子302來測量,調整為不超過第1構件39a之高度。
圖12係表示本實施形態之生態廁所系統中之第2調整槽之構造的圖。與圖6之情形之不同點為:於第2調整槽6之下方配置原水槽3而一體地形成,成為從第2調整槽6之前端部分61排出之污泥直接投入至下方之原水槽3之構造。從前端部分61中返送之污泥可從前端部分61之排出口及原水槽3之投入口36中,通過管等而返送至原水槽3,亦可直接連接而返送至原水槽3。
此外,圖12中,設為圖11之原水槽3配置於第2調整槽6之下方的構成,但若於圖3及圖4之原水槽3中排除攪拌葉片37之驅動機構,則可將圖3及圖4之原水槽3與第2調整槽6一體地形成。
如此,藉由將原水槽3與第2調整槽6一體地形成,而實現節省空間,可實現生態廁所系統之緊湊化以及廁所基數之增設。
(本發明之第3實施形態) 使用圖13至圖17,對本實施形態之淨化處理系統進行說明。本實施形態中,亦與上述各實施形態之情形同樣地,作為淨化處理系統之一例而對生態廁所系統進行說明,但除了廁所以外,亦可應用於家畜之屎尿處理、生活廢水或廚餘垃圾之處置等可利用微生物來分解之污物之處理。此外,本實施形態中,與上述各實施形態重複之說明省略。
生態廁所系統中,與一般之廁所同樣期望無障礙化之技術。若為一般之廁所,則可利用污水處理設施,將從便器排出之污物等沿著地板下之配管而送出至淨化槽,但於不需要污水處理設施之移動式之臨時廁所之情形時,必須將污物等送出至將便器之位置提高某種程度後設置於地板上之處理槽。即,由於便器之位置提高而產生階差,難以實現無障礙化(參照圖13)。
因此,本實施形態中,提供一種生態廁所系統,其可不提高便器之位置,將從該便器排出之污物等送出至下一段之原水槽,並且於原水槽充分進行固形物等之細小粉碎。
如上所述,通常,從便器沖洗之污物通過設置於其下方之污物排出用之配管而排出至污水處理系統。於不需要污水處理系統之簡易廁所或移動式廁所之情形時,如圖13所示,必須將廁所2從地板面升高而達到用以排出污物之高度。如此,腰腿虛弱之老年人或輪椅之利用非常不便,無法實現無障礙。
本實施形態中,如圖14所示,將接收從廁所2中沖洗之污物的原水槽3之高度設定於從設置有廁所2之地板面至排出污物之排出口之間。如此,原水槽3之高度較先前已知之生態廁所系統而言非常低,但本實施形態中,即便為高度低之原水槽,亦具有將固形物確實地粉碎而降低對後段處理之負載的功能。
圖15係表示本實施形態之生態廁所系統中之原水槽之構造的立體圖,圖16係本實施形態之生態廁所系統中之原水槽之側剖面圖,圖17係本實施形態之生態廁所系統中之原水槽之俯視圖。廁所2中用於洗淨之洗淨水與***物等污物混合而成之被處理水31首先投入至圖15、圖16及圖17所示之原水槽3。該原水槽3之高度成為從設置有廁所2之地板面起,廁所2之排出口之最下端部之高度以下之高度。
原水槽3具有:投入被處理水31之投入區域32、包含該投入區域32之第1區域135、以及將固形物經細微分解之被處理水31送出至下一個槽的第2區域134。投入區域32係由投入區域分隔板32a而與其他區域隔開,第1區域135與第2區域134係由第1原水槽分隔板35a以及第2原水槽分隔板36a所隔開。第1原水槽分隔板35a係為了防止大塊之固形物流通至第2區域134中而設置,並且第2原水槽分隔板36a係為了將第1區域135之水位保持於既定高度而設置。於投入區域32內配設有以原水槽3之垂直方向為軸而轉動之攪拌翼32e,藉由該攪拌翼32e以配設於投入區域32之上部之馬達32f為動力而轉動,從而將投入區域32內之被處理水31中所含之固形物細微地破碎,並且藉由攪拌翼32e之轉動而將投入區域32內之被處理水31加以攪拌,將固形物細微地分解。
於投入區域分隔板32a上開有小的孔32b,藉由攪拌翼32e之轉動而細小破碎之固形物與被處理水31通過該孔32b而流通至投入區域32外之第1區域135內。此時,攪拌翼32e之破碎不充分之固形物勾掛於孔32b上而無法流通至投入區域32之外。即,投入區域分隔板32a發揮過濾器之作用,藉由使破碎不充分之固形物不移動至投入區域32外,而防止泵33或配管之堵塞。
於投入區域分隔板32a之內側面形成有突起狀之破碎部603。該破碎部603係藉由被處理水31中所含之固形物隨著伴隨攪拌翼32e之旋轉而產生之流水而流動,衝撞破碎部603,從而促進該固形物之破碎。破碎部603係如例如圖16及圖17所示,從投入區域分隔板32a之內側側面起形成為突起狀,且於被處理水31之攪拌方向(於圖15~圖17之情形時假設為圍繞順時針之方向)傾斜而配設。藉由形成此種破碎部603,可提高固形物之破碎效率,而且固形物不會勾掛於破碎部603,而使其一直移動,可防止該固形物滯留於一定之部位而凝聚,可顯著降低維護之工時。
此外,破碎部603並不限定於投入區域分隔板32a之內側面,只要從投入區域32之內表面朝向內側方向形成為突起狀即可,例如亦可於投入區域32之上表面內側、下表面內側、以及其等之任一種組合,形成為突起狀。
於投入區域32之上表面32c上配設有:配管32d,其與廁所2之排出口亦連通;馬達32f,其驅動攪拌翼32e;以及配管32g,其於投入區域32中產生被處理水31之溢流之情形時,將溢出之被處理水31送出至投入區域32外之第1區域135內。而且,上表面32c中之配管32d以及配管32g以外之區域係由蓋32h來關閉。藉由以該蓋32h來關閉上表面32c,可防止隨著攪拌翼32e之旋轉而破碎之固形物或被處理水31向外部飛散。又,於投入區域分隔板32a之孔32b堵塞,投入區域32中萬一產生被處理水31之溢流之情形時,亦可利用配管32g將固形物以及被處理水31釋放至投入區域32外,來防止由溢流引起之系統停止等。
此外,從投入區域32中溢流之固形物存在未經攪拌翼32e充分破碎之可能性,但由於在第1區域135與第2區域134之間設置有第1原水槽分隔板35a,且於該第1原水槽分隔板35a上開有孔35b,故而大塊之固形物(具有較孔35b之直徑大之直徑的固形物)不會流通至第2區域134中,不會導致設置於第2區域134中之泵33或配管之堵塞。
又,即便通過配管32g而送出至投入區域32外之第1區域135內的固形物為大塊,亦由於第1區域135內藉由攪拌翼32e而一直流動,故而雖需要一定之時間,但均可被細微地分解,且通過孔35b而移動至第2區域134,於下一段之處理中進行生物處理。
於配設於第1區域135與第2區域134之間的第1原水槽分隔板35a之上方部分,設置有大於孔35b且將第1區域135之空間與第2區域134之空間相連之解放區域35c。該解放區域35c於萬一孔35b塞住而堵塞之情形時,亦可使固形物及被處理水31從第1區域135向第2區域134流通,藉此可防止原水槽3之溢流。
於第2區域134中,投入儲留於第1區域135中之被處理水31中的從第2原水槽分隔板36a上溢流之被處理水31。投入至第2區域134中之被處理水31之固形物細細地破碎而成為可高效率地進行下一段以後之生物處理之狀態。第2區域134之被處理水31藉由泵33而送出至下一段之第1調整槽4中。泵33之驅動係由控制部100之控制裝置1011來進行,但控制裝置1011於後段之第1調整槽4之水位存在餘裕之情形時,隨時將原水槽3之被處理水31泵壓至第1調整槽4中。於第1調整槽4之水位不存在餘裕之情形時,不驅動泵33,於第2區域134中儲留被處理水31,但於送出區域34中設置有浮子302,於超過預先設定之水位之情形時,不論第1調整槽4之水位如何,均泵壓而送出被處理水31。
此外,水位感測器可使用例如靜電電容式之感測器。於原水槽3之外側面之任意位置設置靜電電容感測器,朝向內側方向測定靜電電容,藉此可判定該高度下之被處理水31之有無來檢測水位。又,水位之測定會影響後段處理之性能,因此期望更正確地測定。因此,亦可將上述浮子302以及其他水位感測器複合地利用來提高感度。
又,圖18所示之原水槽3係將圖15至圖17所示之原水槽3進而改良者,作為攪拌機構,係利用將於原水槽3內之投入區域32之外側儲留之被處理水31返回至投入區域32內時產生之水流而於投入區域32內攪拌者。
圖18係本實施形態之生態廁所系統中之第2原水槽之俯視圖。圖15至圖17所示之原水槽3中,攪拌機構係設為具備攪拌翼32e以及使該攪拌翼32e轉動之馬達32f的構成,但本實施形態中,配設於投入區域32之外側的循環泵601抽吸存在於該投入區域32之外側的被處理水31,並且將所抽吸之被處理水31排出至投入區域32內。此時,從穿入投入區域32內且前端部分之截面積隨著向前端推進而逐漸減小來形成之噴出部602a、602b中,由循環泵601抽吸之被處理水31噴出,藉此於投入區域32內產生流水。
尤其,藉由使噴出部602a、602b從投入區域32之直徑方向,沿著同一側面方向而傾斜,可產生一定方向之流水。於圖18之情形時,產生從上方來看向左旋轉之流水。藉由該流水而於投入區域32內攪拌,可將固形物破碎。
又,於投入區域32內,於可成為固形物之流通路的部位形成突起狀之破碎部603。隨著投入區域32內所產生之流動而流動之固形物衝撞破碎部603,藉此促進破碎。此時,藉由將破碎部603如例如圖6所示般沿著流通路而配置為鋸齒狀,可更有效地使固形物衝撞而破碎。
此外,破碎部603之形狀並不限定於如圖18所示之圓柱狀,亦可為例如圓錐狀、多角柱狀、球體狀、凹凸狀等,配置構成亦除了鋸齒狀以外,亦可以平行、直線、垂直、隨機等方式多種配置。又,噴出部602a、602b之數量並不如圖18所述般限定為2個部位,亦可具備1個部位以上。進而,噴出部602a、602b之噴出口近旁藉由噴出壓而流速快,因此亦可根據從噴出口起之距離而使破碎部603之大小、形狀逐漸變化。例如,亦可於噴出口之近旁配置小塊之破碎部603,隨著從噴出口起之距離變遠,而增大破碎部603,或者尖銳地形成為刀片狀。
又,於從循環泵601至噴出部602a、602b之途中之配管上配設有切換閥604a、604b,亦可設為具備與噴出部602a、602b分開而另外從切換閥604a、604b上延伸出之逆噴射部605a、605b的構成。該逆噴射部605a、605b係於投入區域分隔板32a之孔32b堵塞之情形時,將切換閥604a、604b進行切換,而從投入區域32之外側利用逆噴射部605a、605b來噴出被處理水31,藉此消除孔32b之堵塞。藉此,可減少原水槽3之維護所需之勞力。
進而,循環泵601亦可與泵33併用。即,可控制為將被處理水31送出至第1調整槽4及噴出部602a、602b之兩者中,亦可控制為根據處理之時機(例如,向第1調整槽4中之送出少而向原水槽3中之污物投入多時,或相反時)而僅向第1調整槽4中送出被處理水31,亦可控制為僅對噴出部602a、602b送出被處理水31。
如上所述,本實施形態之生態廁所系統中,藉由將原水槽3內之儲留於投入區域32外之被處理水31返回至投入區域32內時所產生之水流來進行攪拌,因此不需要用以攪拌之零件(例如攪拌棒、攪拌翼、攪拌刀片、馬達等),可減少成本及維護所耗費之勞力,並且藉由投入區域32外之被處理水31於投入區域32內循環,可將固形物更細微地破碎。
(本發明之第4實施形態) 使用圖19至圖22,對本實施形態之淨化處理系統進行說明。本實施形態中,亦與上述各實施形態之情形同樣,作為淨化處理系統之一例,對生態廁所系統進行說明,除了廁所以外,亦可應用於家畜之屎尿處理、生活廢水或廚餘垃圾之處置等可利用微生物來分解之污物之處理。此外,本實施形態中,與上述各實施形態重複之說明省略。
為了控制廁所系統而需要控制裝置,該控制裝置存在由於夏季之高溫環境或裝置之收納環境而損傷之顧慮。因此,為了維持廁所系統之正常運作,需要高效率地進行控制裝置之散熱或冷卻。又,尤其於冬季,由於氣溫下降,微生物成為惰性,因此為了提高處理槽之溫度而使微生物活化,必須進行溫度控制。
本實施形態中,藉由有效利用控制裝置中產生之熱或由外氣引起之吸熱,而提供一種省能量且效率極高之生態廁所系統。
圖19係表示本實施形態之生態廁所系統之構成的示意圖。生態廁所系統1具備:原水槽3,其將從廁所2沖洗之污物進行物理性之細微分解;第1調整槽4,其將包含變得細微之污物的成為處理對象之被處理水31一面儲留,一面進行利用好氧性菌之第1好氧處理;淨化槽5,其進行利用厭氧性菌之第1厭氧處理、以及利用好氧性菌之第2好氧處理;第2調整槽6,其將於淨化槽5中經處理之被處理水一面儲留,一面進行利用厭氧性菌之厭氧處理;反應槽7,其將被處理水中所含之有機物分解為二氧化碳及水;洗淨槽8,其將經淨化為再生水之處理水儲留;以及控制部100,其具有對系統整體進行監視、控制之控制裝置1011或對配設於各槽內之散氣管送出空氣之鼓風機1020等。生態廁所系統之處理係與上述各實施形態之情形相同。
此外,生態廁所系統1亦可具備:將從太陽光獲得之能量轉換為電之太陽能板、或將所發電之電進行充電之二次電池。
圖20係表示圖19中之控制部100之構成的圖。如上所述,控制部100至少具備:進行生態廁所系統1之整體之監視、控制的控制裝置1011;配設於原水槽3之散氣管38;配設於第1調整槽4之散氣管42;以及對配設於淨化槽5之散氣管57送出空氣之鼓風機1020。此外,除此以外,亦可具備:將交流/直流進行轉換之電力轉換裝置103、或將由太陽能板12所發電之電力儲藏之二次電池104等。
該等各裝置收納於1個共通之筐體110內。控制裝置1011或電力轉換裝置103或二次電池104隨著使用而發熱,於最差之情形時,存在由於該熱而導致裝置停止之情形。通常,為了將裝置冷卻而利用冷卻片或者安裝風扇之情況多。於使用冷卻片之情形時,會產生冷卻片之更換等維護作業,效率低。因此,本實施形態中,藉由利用風扇,向筐體110內取入外氣而將控制裝置1011冷卻。
又,另一方面,尤其於冬季等,微生物成為惰性而處理效率下降,因此為使微生物活化,而需要某種程度地提高溫度。若為此而利用加熱器等,則導致電力消耗增大。雖藉由使用如參考文獻(日本特開2006-263418號公報)中所示之太陽能熱水器,可不消耗電力而提高溫度,但由於設置太陽能熱水器而導致系統大型化,並且亦導致產生定期維護。又,於設置太陽能熱水器之區域,會剝奪利用太陽光發電等來提供能量之機會。
因此,本實施形態中,藉由利用鼓風機1020,使控制部100中產生之多餘之熱移動至各槽,可降低控制部100之溫度,並且可將各槽內之溫度儘可能保持為高。圖20中,於筐體110之下段配設有發熱性高之控制裝置1011、電力轉換裝置103、二次電池104等(以下,稱為控制裝置1011等),且於其上段配設有鼓風機1020。於控制裝置1011等與鼓風機1020之間可流通空氣,由控制裝置1011等所加溫之空氣於鼓風機1020側上升。
鼓風機1020抽吸筐體110內之空氣,將該空氣以高壓之狀態送出至各散氣管(散氣管38、42、57)。由鼓風機1020送出之空氣係由控制裝置1011等所加溫之空氣,藉由其通過各散氣管而送出至各槽,則控制裝置1011等中產生之熱亦通過各散氣管而移動至各槽。
此外,圖20中,雖將鼓風機1020記載為一個構成,但如該圖所示,1個鼓風機1020可藉由配管之分支而對各散氣管38、42、57分別送出空氣,亦可於各散氣管38、42、57之每一個各別地具備鼓風機1020(例如,對散氣管38送出空氣之鼓風機1020a、對散氣管42送出空氣之鼓風機1020b、對散氣管57送出空氣之鼓風機1020c)。於該情形時,由於原水槽3中不進行好氧處理(由於不存在使原水槽3中所存在之微生物活化之必要性),故而不必使熱從鼓風機1020a中移動至配設於該原水槽3中之散氣管38中。因此,關於鼓風機1020a,除了配設於控制裝置1011等之上段部分以外,亦可配設於筐體110內之任一部位。又,對配設於第1調整槽4中之散氣管42送出空氣之鼓風機1020b、以及對配設於處理槽5之散氣管57送出空氣之鼓風機1020c,均期望為了使進行好氧處理之微生物活化而均等地傳遞熱,因此鼓風機1020b與鼓風機1020c亦可於水平方向並列而配設。
如圖20所示,於筐體110形成有用以使來自外部之空氣流通的流通口111a、111b,成為可流通較筐體110內之溫度低之外氣之構成。藉由設置此種流通口111a、111b,可將控制裝置1011等更有效地冷卻而保護裝置。又,藉由外氣通過流通口111a、111b而流通,可將鼓風機1020自身冷卻。
此外,此時,為了使控制裝置1011等儘可能有效地冷卻,並且鼓風機1020將所產生之熱通過各散氣管而有效地移動至各槽,流通口111a、111b理想為使控制裝置1011等之下方流通。藉此,控制裝置1011等所產生之熱聚集於筐體110內之上方,從外部流入之低溫之空氣聚集於筐體110內之下方,因此可使控制裝置1011等從下方冷卻,並且鼓風機1020可高效率地抽吸由控制裝置1011等加溫而上升之筐體110內之空氣。
圖20中,為了使於筐體110之流通口111a、111b流通之空氣成為更低溫,亦可利用儲留於生態廁所系統1內之水來冷卻空氣。圖21係表示將於筐體內流通之空氣冷卻之情形時之配管之構成的圖。本實施形態之生態廁所系統1中,比較穩定地儲留水的是洗淨槽8。儲留於洗淨槽8之水係已經處理之水,隨著廁所之使用而減少,並且藉由淨化處理而經常增加,因此成為穩定地儲留有比較多的水之狀態。此處,如圖21所示,本實施形態中藉由利用儲留於洗淨槽8中之水,而將於筐體110之流通口111a、111b流通之空氣進行熱交換來冷卻。
圖21中,用以於筐體110內流入外氣之配管82係通過洗淨槽8內而與筐體110之流入口111a連接。於配管82之流入口82a上配設有風扇83,以取入外部之空氣。取入配管82之外氣係於通過配管82而流入筐體110之前,與儲留於洗淨槽8內之處理水之間進行熱交換而冷卻。經冷卻之空氣直接從筐體110之流通口111a中流入筐體110內,將控制裝置1011等高效率地冷卻。
配管82為了高效率地進行與處理水之熱交換,而由導熱率高之素材所形成。又,為了於處理水之水位下降之情形時,亦儘可能增大與處理水之接觸面積,而至少沿著洗淨槽8之底面部分84來配設。此時,如圖21所示,亦可將底面部分84之配管82之構造設為蛇腹狀而增大接觸面積。除此以外,例如亦可於配管82之表面配設凸片(未圖示),或沿著洗淨槽8之底面而將配管82形成為漩渦狀(未圖示),藉此增加與處理水之接觸面積。
如此,利用儲留於洗淨槽8中之處理水將外部之空氣冷卻,將該經冷卻之空氣送出至筐體110,藉此可抑制控制裝置1011等之溫度上升,可將機器之故障等抑制為最小限度。
圖22係表示從鼓風機1020中送出之空氣於第1調整槽4中曝氣之狀態的圖。此處,從散氣管42中釋放出之泡成為微泡。藉由使從散氣管42釋放出之泡成為微泡,則泡與被處理水31之接觸面積增大,可將由鼓風機1020所抽吸之空氣中所包含之控制裝置1011等之熱高效率地移動至被處理水31中。藉此,第1調整槽4內之微生物活化,可高效率地進行好氧處理。
此外,與第1調整槽4同樣,對配設於處理槽5中之散氣管57亦期望於被處理水31中釋放出微泡。
如以上所述,本實施形態之生態廁所系統中,鼓風機1020及控制裝置1011等配設於共通之空間內,鼓風機1020抽吸由控制裝置1011等所加溫之空氣,將該空氣從配置於第1調整槽4或處理槽5中之散氣管42、57排出,因此,控制裝置1011等中產生之熱通過鼓風機1020而移動至第1調整槽4或處理槽5中,可將控制裝置1011等冷卻(將控制裝置1011等之熱進行散熱),並且可使第1調整槽4或處理槽5之微生物活化,可省能量且高效率地驅動生態廁所系統1。
又,鼓風機1020及控制裝置1011等配設於同一筐體110內,從設置於該筐體110上之流通口111a中流入外氣,控制裝置1011等中產生之熱於筐體110內充滿,可使該熱高效率地移動至處理槽5或第1調整槽4等中。進而,於筐體110內從流通口111a流入外氣,因此可藉由該外氣而將控制裝置1011等高效率地冷卻,並且使筐體110內產生大的熱落差而有效地利用能量。
進而,由於從設置於筐體110上之流入口111a流入之外氣於洗淨槽8中藉由熱交換而冷卻,故而可利用處理水將流入之外氣冷卻至更低之溫度,利用該冷卻之外氣而將控制裝置1011等高效率地冷卻,並且可於筐體110內產生大的熱落差,而有效地利用能量。
進而,由於外氣所流通之配管82係至少沿著洗淨槽8之底面部分84而配設,故而於洗淨槽8之水量減少之情形時,亦可將熱交換之效率下降抑制為最小限度,並且外氣可通過配管82而以長距離來與洗淨槽8內之水進行熱交換,可高效率地將外氣冷卻。
進而,由於在筐體110內,鼓風機1020配設於控制裝置1011等之上段,故而由控制裝置1011等產生之熱所加溫之空氣移動至筐體110內之上方,鼓風機1020高效率地抽吸該移動之空氣而將熱移動至處理槽5或第1調整槽4中。
進而,由於使從鼓風機1020之散氣管42、57排出之空氣成為微泡,故而於處理槽5或第1調整槽4中以細小之泡來送出空氣,處理槽5或第1調整槽4內之被處理水與送出之空氣之接觸面積增大,可高效率地移動熱。
(本發明之第5實施形態) 使用圖23,對本實施形態之淨化處理系統進行說明。本實施形態中,亦與上述各實施形態之情形同樣,作為淨化處理系統之一例而對生態廁所系統進行說明,但除了廁所以外,亦可應用於家畜之屎尿處理、生活廢水或廚餘垃圾之處置等可利用微生物來分解之污物之處理。此外,本實施形態中,與上述各實施形態重複之說明省略。本實施形態之生態廁所系統係應用上述第4實施形態之生態廁所系統者,將流入至收納有鼓風機1020或控制裝置1011等之筐體110中之空氣根據外氣之溫度來切換。
圖23係表示本實施形態之生態廁所系統中之於筐體內流通之空氣之配管之構成的圖。圖23中,流入至筐體110之空氣之流通路存在兩個。其中一者為外氣一面於洗淨槽8中通過而進行熱交換一面從流入口111a流入之第1路線,另一者為從廁所之室內取入而流入之第2路線。於各個路線之分支點上配設有電磁閥112,由控制裝置1011來控制閥之開閉。
具體而言,控制裝置1011接收從設置於生態廁所系統1之外部的溫度計(未圖示)而來之溫度資訊,若外部之氣溫為冰點下以上,則控制裝置1011控制電磁閥112,以使從第1路線取入外氣;於外氣之氣溫為冰點下之情形時,控制裝置1011控制電磁閥112,以使從來自溫度高於外部氣溫之廁所室內的第2路線取入空氣。其原因在於防止如下情況:於利用冰點下之空氣將控制裝置1011等冷卻之情形時,空氣之溫度過低,控制裝置1011之一部分由於凍結而導致損傷。
此外,圖23中,配管82之分支點係設置於洗淨槽8之後段且筐體110之流入口111a之正前方,但亦可於洗淨槽8之前段部分進行分支。
如此,本實施形態之生態廁所系統中,可藉由將流入至筐體110之空氣根據外部氣溫來切換,而確實地防止控制裝置1011等之損傷,可減少維護作業之工時。
(本發明之第6實施形態) 使用圖24,對本實施形態之淨化處理系統進行說明。本實施形態中,亦與上述各實施形態之情形同樣,作為淨化處理系統之一例而對生態廁所系統進行說明,但除了廁所以外,亦可應用於家畜之屎尿處理、生活廢水或廚餘垃圾之處置等可利用微生物來分解之污物之處理。此外,本實施形態中,與上述各實施形態重複之說明省略。
圖24係表示本實施形態之生態廁所系統之構成的示意圖。生態廁所系統1係將上述第1實施形態中之圖2之構成改良而成者,控制裝置1011基於由計時器所測定之時間資訊,定期或不定期地自動驅動廁所2之沖洗,使系統整體之水循環,來代替進行從第2調整槽6向原水槽3中之返送污泥之處理。
生態廁所系統1於長時間不利用之情形時,存在儲留於洗淨槽8之洗淨水劣化之可能性。即,如第1實施形態中所示,於進行從第2調整槽6向原水槽3之返送污泥之處理之情形時,藉由從原水槽3至第2調整槽6之被處理水31流動,可防止被處理水31劣化,但由於儲留於洗淨槽8之洗淨水不流動,故而存在水劣化之可能性。本實施形態中,藉由定期或不定期地自動驅動廁所2之沖洗,系統整體之水流動,可防止包含洗淨水在內之水之劣化。
又,圖24中,生態廁所系統1成為不具備反應槽7之構成。即,第2調整槽6中藉由設為適度存在活性污泥之狀態,可省略反應槽7之處理而僅藉由過濾處理來生成洗淨水。此外,藉由省略反應槽7之處理,而不必使用如第1實施形態中所示之木質之生物碎片74,因此使用著色去除過濾器75之過濾處理亦可不需要,可簡化系統構成,降低成本。
進而,圖24中,原水槽3之構造理想為一面將污物破碎,一面將包含經粉碎之污物之被處理水31泵壓至第1調整槽4之構造。
1‧‧‧生態廁所系統 2‧‧‧廁所 3‧‧‧原水槽 4‧‧‧第1調整槽 5‧‧‧淨化槽 6‧‧‧第2調整槽 7‧‧‧反應槽 8‧‧‧洗淨槽 9‧‧‧洗淨便座 10‧‧‧雨水儲留槽 11‧‧‧加壓部 12‧‧‧太陽能板 13‧‧‧二次電池 31‧‧‧被處理水 32‧‧‧投入區域 32a‧‧‧投入區域分隔板 32b、35b‧‧‧孔 32c‧‧‧上表面 32d、32g‧‧‧配管 32e‧‧‧攪拌翼 32f‧‧‧馬達 32h‧‧‧蓋 33‧‧‧泵 34‧‧‧送出區域 35‧‧‧流入口 35a‧‧‧第1原水槽分隔板 35c‧‧‧解放區域 36‧‧‧投入口 36a‧‧‧第2原水槽分隔板 37‧‧‧攪拌葉片 37a‧‧‧馬達 38‧‧‧鼓風機(散氣管) 39‧‧‧分隔板 39a‧‧‧第1構件 39b‧‧‧第2構件 39c‧‧‧第3構件 41‧‧‧菌床區域 42‧‧‧鼓風機(散氣管) 43‧‧‧泵 51‧‧‧厭氧處理區域 52‧‧‧好氧處理區域 53‧‧‧送出區域 55‧‧‧框體 56‧‧‧接觸材 57‧‧‧鼓風機(散氣管) 61‧‧‧前端部分 62‧‧‧泵 63‧‧‧菌床區域 67‧‧‧配管 68‧‧‧電磁閥 71‧‧‧散布部 72‧‧‧分解區域 73‧‧‧停留區域 74‧‧‧生物碎片 75‧‧‧著色去除過濾器 76‧‧‧除菌過濾器 82‧‧‧配管 82a‧‧‧流入口 83‧‧‧風扇 84‧‧‧底面部分 100‧‧‧控制部 101‧‧‧污泥受部 102a、102b‧‧‧卡止部 103‧‧‧電力轉換裝置 104‧‧‧二次電池 110‧‧‧筐體 111a、111b‧‧‧流通口 112‧‧‧電磁閥 121‧‧‧溝槽 122‧‧‧管 134‧‧‧第2區域 135‧‧‧第1區域 301‧‧‧孔 302‧‧‧浮子 601‧‧‧循環泵 602a、602b‧‧‧噴出部 603‧‧‧破碎部 604a、604b‧‧‧切換閥 605a、605b‧‧‧逆噴射部 1011‧‧‧控制裝置 1020(1020a、1020b、1020c)‧‧‧鼓風機
圖1係表示第1實施形態之生態廁所系統之構成的系統構成圖。 圖2係表示第1實施形態之生態廁所系統之構成的示意圖。 圖3係表示第1實施形態之生態廁所系統中之原水槽之構造的立體圖。 圖4(A)、(B)係表示第1實施形態之生態廁所系統中之原水槽之構造的剖面圖及俯視圖。 圖5係表示第1實施形態之生態廁所系統中之淨化槽之構造的圖。 圖6係表示第1實施形態之生態廁所系統中之第2調整槽之構造的圖。 圖7係表示第1實施形態之生態廁所系統中之反應槽之構造的圖。 圖8(A)~(D)係表示第1實施形態之生態廁所系統中之反應槽之停留區域之構造的圖。 圖9(A)、(B)係表示第1實施形態之生態廁所系統中,將所增加之系統內水分排出之機構之一例的圖。 圖10係表示第1實施形態之生態廁所系統中,利用換氣扇之氣流將所增加之系統內水分排出之情形時之構成的圖。 圖11(A)、(B)係表示第2實施形態之生態廁所系統中之原水槽之構造的圖。 圖12係表示第2實施形態之生態廁所系統中之第2調整槽之構造的圖。 圖13係表示現有之生態廁所系統中之廁所與原水槽之配置關係的圖。 圖14係表示第3實施形態之生態廁所系統中之廁所與原水槽之配置關係的圖。 圖15係表示第3實施形態之生態廁所系統中之原水槽之構造的立體圖。 圖16係第3實施形態之生態廁所系統中之原水槽的側剖面圖。 圖17係第3實施形態之生態廁所系統中之原水槽的俯視圖。 圖18係第3實施形態之生態廁所系統中之第2原水槽的俯視圖。 圖19係表示第4實施形態之生態廁所系統之構成的示意圖。 圖20係表示圖19中之控制部100之構成的圖。 圖21係表示將於圖20之筐體內流通之空氣進行冷卻之情形時之配管之構成的圖。 圖22係表示第4實施形態之生態廁所系統中,由鼓風機送出之空氣於第1調整槽曝氣之狀態的圖。 圖23係表示第5實施形態之生態廁所系統中之筐體內所流通之空氣之配管之構成的圖。 圖24係表示第6實施形態之生態廁所系統之構成的示意圖。
1‧‧‧生態廁所系統
2‧‧‧廁所
3‧‧‧原水槽
4‧‧‧第1調整槽
5‧‧‧淨化槽
6‧‧‧第2調整槽
7‧‧‧反應槽
8‧‧‧洗淨槽
9‧‧‧洗淨便座
10‧‧‧雨水儲留槽
11‧‧‧加壓部
12‧‧‧太陽能板
13‧‧‧二次電池
100‧‧‧控制部

Claims (7)

  1. 一種淨化處理系統,其係對包含污物之被處理水進行微生物處理而作為洗淨水來循環者,其特徵在於,具備:第1調整槽,其一面對包含污物之被處理水進行藉由通氣之預先的好氧處理,一面發揮作為儲留之緩衝區的功能,將儲留之被處理水以泵來排出;淨化槽,其將從第1調整槽排出之被處理水進行微生物處理;第2調整槽,其將從淨化槽排出之被處理水一面預先進行厭氧處理一面發揮作為儲留之緩衝區的功能,將儲留之被處理水以泵來排出。
  2. 如請求項1所述之淨化處理系統,其中,具備:控制手段,其至少基於儲留於上述第2調整槽之被處理水之儲留量來控制第1調整槽之泵之驅動。
  3. 如請求項1所述之淨化處理系統,其中,具備:控制手段,其至少基於儲留於上述第2調整槽之被處理水之水質來控制第1調整槽之泵之驅動。
  4. 如請求項1至3中任一項所述之淨化處理系統,其中,具備:原水槽,其被投入包含污物之被處理水,並且將上述被處理水往上述第1調整槽排出;上述第2調整槽與上述原水槽鄰接配設,並且該第2調整槽及該原水槽通過配管而連接,於該配管之途中配設有閥,上述第2調整槽係從該第2調整槽中之較上述原水槽之上表面位置更上方朝向上述上表面位置,內部加工為錐狀,且於該錐狀之前端部分具有開口部,從該開口部延伸出之上述配管與上述原水槽之上表面部分連接。
  5. 如請求項4所述之淨化處理系統,其中,上述閥為電磁閥,且具備定期或不定期地控制上述電磁閥之開放的控制手段。
  6. 如請求項1至3中任一項所述之淨化處理系統,其中,於上述第1調整槽及上述第2調整槽之內壁面,設置有已投入使菌著床之接觸材之菌床袋。
  7. 如請求項1至3中任一項所述之淨化處理系統,其中,具備:循環控制手段,其使儲留於上述洗淨水槽之洗淨水定期或不定期地於系統內循環。
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