ハイブリット型洗浄水浄化装置
【課題】 便器を洗浄した後の屎尿を含む洗浄水を生分解処理するとともに、より効果的な濾過処理により洗浄水として再利用することができるハイブリット型洗浄水浄化装置を提供する。
【解決手段】 便器５１を洗浄した後の屎尿を含む洗浄水を生分解処理するとともに循環させて洗浄水として再利用するハイブリット型洗浄水浄化装置１であって、洗浄水を流入させて微生物により屎尿を分解処理する生分解処理槽２と、複数種の濾過材を上下に積層させており、上方から洗浄水を順に透過させて濾過処理する積層形濾過槽３１と、複数種の濾過材をそれぞれ個別の濾過収容部３５に収容して並置させており、端から洗浄水を順に隣接する各濾過収容部３５に透過させて濾過処理する並置形濾過槽３２と、積層形濾過槽３１および並置形濾過槽３２で濾過された洗浄水を貯留する貯水槽４と、この貯水槽４に貯留されている洗浄水を便器５１に流して洗浄する便器洗浄手段５とを有する。
【解決手段】 便器５１を洗浄した後の屎尿を含む洗浄水を生分解処理するとともに循環させて洗浄水として再利用するハイブリット型洗浄水浄化装置１であって、洗浄水を流入させて微生物により屎尿を分解処理する生分解処理槽２と、複数種の濾過材を上下に積層させており、上方から洗浄水を順に透過させて濾過処理する積層形濾過槽３１と、複数種の濾過材をそれぞれ個別の濾過収容部３５に収容して並置させており、端から洗浄水を順に隣接する各濾過収容部３５に透過させて濾過処理する並置形濾過槽３２と、積層形濾過槽３１および並置形濾過槽３２で濾過された洗浄水を貯留する貯水槽４と、この貯水槽４に貯留されている洗浄水を便器５１に流して洗浄する便器洗浄手段５とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、便器を洗浄した後の屎尿を含む洗浄水を生分解処理するハイブリット型洗浄水浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、便器を洗浄した後の屎尿を含む洗浄水を固体分と液体分とに分離し、固体分は杉チップやおが屑等の微生物で生分解処理し、液体分は洗浄水として再利用する循環型のバイオトイレが提案されている。
【０００３】
例えば、特開２００９−６８２８４号公報では、便器から洗浄水とともに流される屎尿を固分と液分とに分離する固液分離手段と、この固液分離手段により分離した前記固分を、微生物を含む菌材部と攪拌させて分解消滅させる固分攪拌手段と、前記固液分離手段により分離した前記液分を、濾過材を介して濾過して再生水として再生する液分濾過手段と、この液分濾過手段により再生した再生水を洗浄水として循環させる洗浄水循環手段と、前記固分攪拌手段の近傍に臭いを消して前記固分攪拌手段内の空気を放出して外気と換気する換気扇とを備えるバイオトイレットが提案されている（特許文献１）。この特許文献１によると、前記バイオトイレットは、屎尿中の固分を完全に分解して消滅させるとともに、液分を十分に濾過して洗浄水として循環させて利用することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−６８２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された発明においては、微生物による固分の分解処理と液分の濾過とを個別に行っているため、仮に固液分離が上手くいかないと、装置全体が機能しなくなるという弱点がある。一方、固液分離を完璧に行おうとすれば、装置が複雑になり製造コストが高くなってしまうし、分離に時間がかかり処理速度が低下してしまうという問題がある。
【０００６】
また、液分は微生物による分解が行われないため、液分を濾過する濾過材が尿に含まれるアンモニア等により汚染されやすいという問題がある。汚染されることにより濾過材の脱色や脱臭の能力が低下すると、液分の色や臭いにより使用者が不快な思いをするし、却って使用を控えてしまうという問題もある。そのため、頻繁に濾過材の交換または洗浄が必要となり、メンテナンスが面倒である。
【０００７】
さらに、洗浄水を循環させながら浄化して再利用するタイプのバイオトイレの課題として、洗浄水の脱色が難しいという問題が存在している。
【０００８】
本発明は、以上のような問題点を解決するためになされたものであって、便器を洗浄した後の屎尿を含む洗浄水を生分解処理するとともに、より効果的な濾過処理により洗浄水として再利用することができるハイブリット型洗浄水浄化装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るハイブリット型洗浄水浄化装置は、便器を洗浄した後の屎尿を含む洗浄水を生分解処理するとともに循環させて洗浄水として再利用するハイブリット型洗浄水浄化装置であって、前記洗浄水を流入させて微生物により屎尿を分解処理する生分解処理槽と、複数種の濾過材を上下に積層させており、上方から前記洗浄水を順に透過させて濾過処理する積層形濾過槽と、複数種の濾過材をそれぞれ個別の濾過収容部に収容して並置させており、端から前記洗浄水を順に隣接する各濾過収容部に透過させて濾過処理する並置形濾過槽と、前記積層形濾過槽および前記並置形濾過槽で濾過された前記洗浄水を貯留する貯水槽と、この貯水槽に貯留されている前記洗浄水を前記便器に流して洗浄する便器洗浄手段とを有する。
【００１０】
また、本発明において、前記積層形濾過槽を上下に複数段配置するとともに、その下方に前記並置形濾過槽を配置する構成を採用してもよい。
【００１１】
さらに、本発明において、前記並置形濾過槽を構成する各濾過収容部は、網目状の容器で構成されており、隣接する各濾過収容部の間は仕切壁で仕切られているとともに、各仕切壁は、下部を開放して隣接する濾過収容部に前記洗浄水を流通可能にした下部流通仕切壁、上部を開放して隣接する濾過収容部に前記洗浄水を流通可能にした上部流通仕切壁とを交互に配置する構成を採用してもよい。
【００１２】
また、本発明において、前記濾過材のうち少なくとも一種類が粒状の石炭であってもよいし、あるいは前記濾過材のうち少なくとも一種類が貝化石であってもよい。
【００１３】
さらに、本発明において、前記並置形濾過槽のうち、第１濾過収容部には濾過材を入れずに水位を調整する機能を持たせ、第２濾過収容部ないし第５濾過収容部には、粒状の石炭、粒状の貝化石、粒状のゼオライト、粒状の木炭を適宜個別に収容する構成を採用してよいもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、便器を洗浄した後の屎尿を含む洗浄水を生分解処理するとともに、より効果的な濾過処理により洗浄水として再利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係るハイブリット型洗浄水浄化装置の実施形態を示す平面図である。
【図２】本発明に係るハイブリット型洗浄水浄化装置の実施形態を示すＡ２−Ａ２断面図である。
【図３】本発明に係るハイブリット型洗浄水浄化装置の実施形態を示すＡ３−Ａ３断面図である。
【図４】本実施形態における並置形濾過槽を示す正面側縦断面図である。
【図５】本実施形態のハイブリット型洗浄水浄化装置における洗浄水および手洗い用の水の流れを示すブロック図である。
【図６】実施例１のハイブリット型洗浄水浄化装置の実証試験における、試験期間中の当該ハイブリット型洗浄水浄化装置の使用人数を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係るハイブリット型洗浄水浄化装置の実施形態について図面を用いて説明する。図１は、本実施形態のハイブリット型洗浄水浄化装置１を示す平面図である。また、図２は図１におけるＡ２−Ａ２の縦断面図であり、図３は図１におけるＡ３−Ａ３の縦断面図である。
【００１７】
図１から図３に示すように、本実施形態のハイブリット型洗浄水浄化装置１は、屎尿を固液に分離させずに、バチルス菌等の微生物による生分解処理と、石炭や貝化石等の無機物質による濾過処理とのハイブリット式で処理することにより洗浄水を浄化するためのものであり、主として、生分解処理槽２と、それぞれ複数の濾過材を使用して積層状および／または並置状に構成された濾過処理手段３と、貯水槽４と、便器洗浄手段５とから構成される。以下、各構成について詳細に説明する。
【００１８】
生分解処理槽２は、便器５１を洗浄した後の洗浄水を溜めて微生物により屎尿を分解処理するためのものである。本実施形態における生分解処理槽２は、第１処理槽２１と第２処理槽２２とからなり、それぞれは床下に並べて設けられている。
【００１９】
本実施形態における第１処理槽２１は、便器５１の真下に設けられている。第１処理槽２１の内部には、洗浄水の曝気を行うための曝気パイプ６が設けられているとともに、バチルス菌等の微生物と、このバチルス菌の繁殖を高めるための牡蠣の貝殻が投入されている。なお、生分解処理のために用いる微生物はバチルス菌に限定されるものでなく、例えばアシドロ菌等、適宜好適な微生物を選択してよい。
【００２０】
また、本実施形態における生分解処理槽２の第２処理槽２２は、前記第１処理槽２１に併設されており、その境界は仕切堰２３が設けられている。従って、第１処理槽２１で生分解処理された洗浄水は仕切堰２３を越えて第２処理槽２２に流れ込むようになっている。第２処理槽２２には、第１処理槽２１と同様に、生分解処理のために内部に曝気パイプ６が設けられているとともに、バチルス菌と、牡蠣の貝殻と、石炭を破砕したものが投入されている。また、当該第２処理槽２２の中には、処理後の洗浄水を次の処理工程である濾過処理手段３へ汲み上げるための汲み上げポンプ２４が設けられている。
【００２１】
つぎに、濾過処理手段３は、複数種の濾過材を上下に層状ないし左右に並列に配置し、洗浄水をそれらの複数種の濾過材に順次透過させることによって一種類の濾過材では得られない不純物の除去、脱臭および脱色の作用効果を図っている。本実施形態における濾過処理手段３は、複数種の濾過材を上下に積層させた積層形濾過槽３１と、複数種の濾過材をそれぞれ個別に収容して並置した並置形濾過槽３２とを有している。
【００２２】
このうち、積層形濾過槽３１は、生分解処理槽２で処理された洗浄水を上方から順に各濾過材を透過させて残渣等の比較的大きなもの濾過し、洗浄水の浄化を促進するものである。本実施形態における積層形濾過槽３１は、上下二段で構成されており、上段に配置された上段側積層形濾過槽３１１と、下段に配置された下段側積層形濾過槽３１２とから構成されている。
【００２３】
本実施形態における上段側積層形濾過槽３１１は、上面が開放された箱形に形成されており、底面の略中央には濾過した洗浄水を下方の下段側積層形濾過槽３１２へ流出する流出口３３が形成されている。前記上段側積層形濾過槽３１１には、濾過材として上層に不織布、中層にゼオライト、下層に石炭がそれぞれ積層されている。上層の不織布には繊維同士の間にペレット状の活性炭が混ぜ込ませてある。また、中層のゼオライトおよび下層の石炭は、粒状または紛状に砕かれたものが用いられている。なお、中層のゼオライトと下層の石炭との境界には互いが混ざり合わないための混合防止網３４が敷設されている。
【００２４】
本実施形態における下段側積層形濾過槽３１２は、上段側積層形濾過槽３１１と同一形状の箱形に形成されており、次行程である並置形濾過槽３２へ流出させる流出口３３が図３の底面における左端に配置されている。なお、この下段側積層形濾過槽３１２に積層されている濾過材は、上段側積層形濾過槽３１１に積層されている構成とは異なり、上層に粒状または紛状のゼオライト、中層に粒状または紛状の石炭、下層に粒状または紛状の貝化石がそれぞれ積層されている。
【００２５】
なお、上層のゼオライトと中層の石炭との境界および中層の石炭と下層の貝化石との境界には、上段側積層形濾過槽３１１と同様の混合防止網３４が敷設されている。
【００２６】
一方、並置形濾過槽３２は、複数種の濾過材に洗浄水を連続的に透過させ、濾過材との接触時間を長くすることで洗浄水の浄化を促進させるためのものであり、図４に示すように、並置形濾過槽３２内に、複数種の濾過材をそれぞれ個別に収容して並置される各濾過収容部３５と、隣接する各濾過収容部３５の間を仕切る仕切壁３６と、並置形濾過槽３２内の水を抜くための水抜きドレンパイプ３７とを有する。
【００２７】
濾過収容部３５は、それぞれ濾過材を個別に収容し、端から洗浄水を順に透過させることにより濾過処理するためのものである。本実施形態では、第１濾過収容部ないし第５濾過収容部３５１，３５２，３５３，３５４，３５５からなる５つの濾過収容部３５を有し、各濾過収容部３５は網目状の容器で構成されている。また、第５濾過収容部３５５の底面には、濾過した洗浄水を貯水槽４へ排水するための排水口３８が設けられている。
【００２８】
本実施形態における仕切壁３６は、交互に配置される下部流通仕切壁３６１と、上部流通仕切壁３６２との２種類を使い分けている。下部流通仕切壁３６１は、上部を閉じて下部を開放することにより隣接する濾過収容部３５に洗浄水を流通可能にしたものであり、第１濾過収容部３５１と第２濾過収容部３５２との間および第３濾過収容部３５３と第４濾過収容部３５４との間に配置されている。つまり、下部流通仕切壁３６１では、洗浄水が下部に開放した流通路を流れて隣の濾過収容部３５に下から溜まっていくようになっている。また、上部流通仕切壁３６２は下部を閉じて上部を開放することにより隣接する濾過収容部３５に洗浄水を流通可能にしたものであり、第２濾過収容部３５２と第３濾過収容部３５３との間および第４濾過収容部３５４と第５濾過収容部３５５との間に配置されている。つまり、上部流通仕切壁３６２では、洗浄水が壁の上部を堰越えして隣の濾過収容部３５に上から流れ込んで溜まっていくようになっている。
【００２９】
なお、本実施形態では各濾過収容部３５の仕切壁３６を、下部流通仕切壁３６１および上部流通仕切壁３６２として構成し、小スペースでありながら各濾過材をゆっくり長く通過する仕組みを採用しているが、その他の濾過のシステムを採用することも可能である。例えば、上部流通仕切壁３６２のみで構成し、当該上部流通仕切壁３６２の上端部の高さが下流になるほど下り階段状に次第に低くなるような構成にして連続的に各濾過収容部３５を通過させるようにしてもよい。また、各仕切壁３６に下流になるほど高さが次第に低くなる流通孔が形成されるようにしてもよい。但し、これらの場合、各濾過収容部３５の高さを十分に取るか、下流の濾過収容部３５をより下方に配置する必要が生じる。
【００３０】
また、前記並置形濾過槽３２の第１濾過収容部３５１には、濾過材が入れられていない。これは、前記積層形濾過槽３１から供給される洗浄水の水量の急激な増減に対して並置形濾過槽３２内の洗浄水の水位を安定させるためである。また、本実施形態における第２濾過収容部ないし第５濾過収容部３５２，３５３，３５４，３５５には、順に、粒状の石炭、粒状の貝化石、粒状のゼオライトおよび粒状の木炭を個別に収容させている。なお、各濾過収容部３５に収容させる濾過材の種類や濾過材を収容する順序は本実施形態のものが好ましいが、目的や洗浄水の状況に応じて適宜変更してもよい。
【００３１】
上記のように、本実施形態における積層形濾過槽３１および並置形濾過槽３２に用いられる濾過材は、主に鉱物を砕いたもの等の固形状のものを採用している。なお、各濾過材の素材や大きさ、積層させる厚さや収容させる量は、洗浄水の状況や処理条件に応じて適宜選択されるものである。
【００３２】
つぎに、貯水槽４は、前述した濾過処理手段３で濾過された洗浄水を貯留するための水槽である。本実施形態における貯水槽４には、不織布と曝気パイプ６が設けられている。不織布は、前記上段側積層形濾過槽３１１の濾過材として用いたものと同じものであり、活性炭が織り込まれている。また、当該不織布は、積層形濾過槽３１および並置形濾過槽３２で濾過しきれなかった固形物を濾過するために、並置形濾過槽３２の底面全体に対応する大きさに張設されている。また、貯留槽には、洗浄水を便器５１のロータンク５２に供給するための洗浄水供給ポンプ４１が設けられている。さらに、貯水槽４の中には、ブラックシリカが投入されて浄化を維持させている。洗浄水供給ポンプ４１の吸い込み口にも不織布が設けられており、最終的な固形物の濾過を行っている。
【００３３】
なお、貯水槽４、第１処理槽２１および第２処理槽２２内の曝気パイプ６には、それぞれ曝気用の空気を供給するエアーポンプ６１が接続されている。
【００３４】
本実施形態における便器洗浄手段５は、便器５１と、この便器５１の洗浄水を貯留しておくロータンク５２とから構成されている。
【００３５】
なお、本実施形態における便器５１は、洋式のものを用いているが、特に限定されるものではなく和式のものや男性用小便器であってもよい。
【００３６】
また、本実施形態のハイブリット型洗浄水浄化装置１には補助水槽７、手洗い用給水タンク８および手洗い器９が備え付けられている。補助水槽７内の水は、通常は手洗い用に使用され、便器５１の洗浄水が蒸発等により少なくなると洗浄水として補給されるものである。
【００３７】
図５に示す、本実施形態のハイブリット型洗浄水浄化装置１の洗浄水および手洗い用の水の流れを示すブロック図を用いて、これら補助水槽７、手洗い用給水タンク８および手洗い器９の構成について説明する。
【００３８】
本実施形態の補助水槽７は、洗浄水とは別に手洗い用の水を貯留するための水槽であり、手洗い用給水タンク８に供給するための手洗水供給ポンプ７１が設けられている。なお、前記補助水槽７の設置場所は特に限定されるものではなく、適宜選択されるものである。また、手洗い用給水タンク８は、手洗い器９に接続されているとともに、便器５１にも接続されている。さらに、本実施形態における手洗い器９は、蛇口（図示しない）と、手洗い台９１と、排水管９２とから構成されており、前記蛇口の下には手洗い台９１があり、この手洗い台９１の排水管９２は第１処理槽２１に連通されている。
【００３９】
つぎに、本実施形態のハイブリット型洗浄水浄化装置１における各構成の作用について説明する。
【００４０】
図５に示すように、ロータンク５２内の洗浄水を便器５１に流すと、便器５１が洗浄される。この洗浄後の洗浄水は屎尿を含んでおり、便器５１の下に設けられた生分解処理槽２へと排水される。
【００４１】
屎尿が含まれた洗浄水は、生分解処理槽２に貯留され、生分解処理される。本実施形態においては、まず、第１処理槽２１でバチルス菌により生分解処理が行われる。曝気パイプ６は、エアーポンプ６１から供給された空気を洗浄水内に送り込み、バチルス菌を活性化させる。図２に示すように、第１処理槽２１内の水位が仕切堰２３よりも上昇すると、処理された洗浄水は第２処理槽２２に流れ込む。
【００４２】
第２処理槽２２では、第１処理槽２１で処理された洗浄水をバチルス菌によりさらに生分解処理を行う。また、石炭を破砕したものは、洗浄水の脱臭および脱色を行う。第２処理槽２２内の水位が上昇すると汲み上げポンプ２４が作動して、第２処理槽２２内の洗浄水を濾過処理手段３へと汲み上げる。
【００４３】
汲み上げポンプ２４で汲み上げられた洗浄水は、上方から積層形濾過槽３１、並置形濾過槽３２の順に透過し、濾過される。
【００４４】
上段側積層形濾過槽３１１では、まず上層の不織布により、大きなゴミが取り除かれる。特に、生分解処理されにくいトイレットペーパーは、ここで取り除かれる。また、不織布に混入されている活性炭の吸着性によりゴミを取り除くとともに、浸透する洗浄水の脱臭および脱色も行う。前記不織布は、所定期間や所定の使用回数に応じてゴミを取り除くため、交換や洗浄が行われる。
【００４５】
中層のゼオライトは、吸着性および陽イオン交換機能により洗浄水の脱臭および脱色を行う。また、ゼオライトは、吸湿性を有する物質であるため、濾過材の乾燥を防ぎ、バチルス菌の住みやすい環境を作り出す。
【００４６】
下層の石炭は、ゼオライトと同様に、吸着性により脱臭および脱色を行う。また、石炭は、他の濾過材と比べ、硬くて破砕されにくい。そのため、一定の密度を保持させやすく、処理速度を安定させられる。また、石炭が不純物等で汚染されても、洗浄して繰り返し使用することができる。
【００４７】
上段側積層形濾過槽３１１の各濾過材を透過した洗浄水は、上段側積層形濾過槽３１１の流出口３３から下段側積層形濾過槽３１２へと供給される。
【００４８】
下段側積層形濾過槽３１２では、上層のゼオライトが、洗浄水の脱臭および脱色および保湿を行う。中層の石炭は、ゼオライトと同様に、吸着性により脱臭および脱色を行う。
【００４９】
下層の貝化石は、洗浄水を中性にし、かつ洗浄水中の酸素濃度を増やす作用によってバチルス菌を活発にする。そのため洗浄水を貝化石と接触させることにより、バチルス菌が活性化し、より生分解処理が効果的に行われる。
【００５０】
なお、上段側積層形濾過槽３１１および下段側積層形濾過槽３１２に設けられた混合防止網３４は、各濾過材が混ざり合わないようにし、長時間使用しても各濾過材の密度が一定に保たれる。
【００５１】
つぎに、下段側積層形濾過槽３１２を透過した洗浄水は、流出口３３から並置形濾過槽３２へと供給される。
【００５２】
並置形濾過槽３２は、洗浄水を第１濾過収容部ないし第５濾過収容部３５１，３５２，３５３，３５４，３５５の順に、連続して透過させることにより浄化を行う。
【００５３】
第１濾過収容部３５１に供給された洗浄水は、下部流通仕切壁３６１の開放されている下部を通って第２濾過収容部３５２へと流入する。第１濾過収容部３５１では、第１濾過収容部３５１内に溜まっている洗浄水がクッションの役割を果たして、積層形濾過槽３１から供給される洗浄水の水量の急激な増減に対して並置形濾過槽３２内の水位の変化を抑制する。
【００５４】
第２濾過収容部３５２では、洗浄水が濾過材である石炭を下方から上昇しながら透過し、水位が上部流通仕切壁３６２よりも高くなると開放されている上部を越えて第３濾過収容部３５３へ流入する。第３濾過収容部３５３に流入した洗浄水は、濾過材である貝化石を上方から下降しながら透過して下部流通仕切壁３６１の下部から第４濾過収容部３５４へと流入する。第４濾過収容部３５４へと流入した洗浄水は、濾過材であるゼオライトを下方から上昇しながら透過して、上部流通仕切壁３６２を越えて第５濾過収容部３５５に流入する。第５濾過収容部３５５に流入した洗浄水は、濾過材である木炭を上方から下降しながら透過して、排水口３８から貯水槽４へと排出される。
【００５５】
このように、下部流通仕切壁３６１と上部流通仕切壁３６２とを交互に配置することにより、段差を設けることなく複数種の濾過材に透過させることができ、並置形濾過槽３２の高さやスペースを低く設定することができる。また、収容されている濾過材の交換や洗浄等のメンテナンスもし易くなる。通常、バイオトイレは移動式や設置式であるため、省スペースに納められるメリットは大きいし、メンテナンスのし易さは衛生面の保持の観点からニーズが高い。
【００５６】
一方、水抜きドレンパイプ３７は、第１濾過収容部ないし第５濾過収容部３５１，３５２，３５３，３５４，３５５内の水を抜き取り貯水槽４に排水することができる。これにより、並置形濾過槽３２内の水を抜き取り、収容されている濾過材の交換や洗浄等のメンテナンス時の作業が容易に行うことができる。
【００５７】
つぎに、貯水槽４は、濾過槽で処理された洗浄水のゴミを不織布により取り除き、曝気しながら貯留している。この貯留槽内の洗浄水は生分解処理がほぼ終了しており、臭気や着色などが殆どなくなっている。なお、貯水槽４内の活性炭は、脱臭や脱色を行うとともに、着色を抑える。また、貯水槽４内のブラックシリカは、脱臭および脱色を行うとともに、貯水槽４内に水垢で汚れるのを防いでいる。さらに、蓄熱性により洗浄水が凍るのを防いでいる。
【００５８】
洗浄水供給ポンプ４１は、便器５１の洗浄によりロータンク５２内の洗浄水が少なくなると、貯水槽４内の洗浄水をロータンク５２に供給し、洗浄水として再利用することが可能である。以上のように、本実施形態では、洗浄水を繰り返し循環させて再利用することができる。
【００５９】
また、本実施形態における補助水層７、手洗い用給水タンク８および手洗い器９によって、手洗いをするとともに、循環している洗浄水が蒸発などによって少なくなった場合に、補給することができる。
【００６０】
補助水層７内の水は、手洗い用の水として使用され、手洗水供給ポンプ７１によって手洗い用給水タンク８に供給される。手洗い用給水タンク８に供給された水は、図示しないが蛇口を開けることにより水が流れ、手を洗うことができる。また、その水は手洗い台９１で受けて排水管９２により第１処理槽２１へ排水される。したがって、手洗いをした排水を外部に捨てることはない。
【００６１】
一方、洗浄水として補給する場合は、手洗い用給水タンク８から直接便器５１に手洗い用の水を供給して補うことができる。これにより、洗浄水を約一定の水量にすることにより、バチルス菌が生息しやすい環境を維持することができる。
【００６２】
以上のような本実施形態のハイブリット型洗浄水浄化装置１によれば、以下の効果を得ることができる。
１．洗浄水の循環利用により、水源の乏しい場所や地域でも使用できる。
２．濾過材の経年変化等が少なく、処理能力を維持することができる。
３．上から下へと重力により透過させるため、洗浄水を循環させるエネルギーが非常に少なくてすむ。
４．外部に排水しないため環境汚染を抑えられる。
５．複数種の濾過材を適宜、透過させるため脱臭と脱色の効果が極めて高い。
６．仮に洗浄水が少なくなっても、補助水層７から水を補給することができる。
【００６３】
なお、本発明に係るハイブリット型洗浄水浄化装置１は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。
【００６４】
例えば、寒冷地において使用される場合は、冬期間に洗浄水が氷らないように別途、ヒーターを設けてもよい。
【実施例１】
【００６５】
実施例１として、生分解処理槽２、濾過処理手段３、貯水槽４および便洗浄手段からなるハイブリット型洗浄水浄化装置１による実証試験を行った。本実施例１のハイブリット型洗浄水浄化装置１における濾過処理手段３としては、積層形濾過槽３１のみを配置した。当該積層形濾過槽３１は、上下２段に構成されており、上段側積層形濾過槽３１１には、上層に不織布、中層に繊維同士の間にペレット状の石炭を混入している不織布、下層に粒状のゼオライトが積層されている。また、下段側積層形濾過槽３１２には、上層に繊維同士の間にペレット状の木炭を混入している不織布、中層に粒状のゼオライト、下層に粒状の貝化石が積層されている。
【００６６】
試験は、８日間、毎日午前８時頃から午後７時頃まで便器５１を使用し、午後７時頃から翌朝の午前８時頃まではエアレーションを行った。
【００６７】
本試験では、目視と嗅覚により洗浄水に着色や悪臭の有無を調べた。なお、この期間中に本実施例１のハイブリット型洗浄水浄化装置１を使用した延べ人数は５６８人、１日平均７１人であった。使用回数に関する詳細を図６に示す。
【００６８】
以下に、試験結果を示す。１日目〜６日目の間では、１日平均６４人が使用したが、洗浄水の着色および悪臭はなかった。この人数であれば問題なく脱臭および脱色が可能である。しかし、７日目には平均よりも約５０人多い、延べ１１２人に使用されたところ、洗浄水に汚物色の着色が残った。但し、翌日の８日目には、７７名が使用したが、洗浄水の着色および悪臭は除去できた。
【００６９】
したがって、本実施例１のハイブリット型洗浄水浄化装置１のように、積層形濾過槽３１だけを配置した濾過処理手段３によると、一日６５名程度の使用に対する洗浄水の脱色および脱臭は確実に行えることがわかった。但し、１１２名程度の人数の使用に対しては、若干、着色が残ることがわかる。よって、本実施例１のハイブリット型洗浄水浄化装置１の試験を踏まえると、使用頻度によっては、濾過処理手段として並置形濾過槽３２を併存させることが好ましい。
【符号の説明】
【００７０】
１ ハイブリット型洗浄水浄化装置
２ 生分解処理槽
３ 濾過処理手段
４ 貯水槽
５ 便器洗浄手段
６ 曝気パイプ
７ 補助水槽
８ 手洗い用給水タンク
９ 手洗い器
２１ 第１処理槽
２２ 第２処理槽
２３ 仕切堰
２４ 汲み上げポンプ
３１ 積層形濾過槽
３２ 並置形濾過槽
３３ 流出口
３４ 混合防止網
３５ 濾過収容部
３６ 仕切壁
３７ 水抜きドレンパイプ
３８ 排水口
４１ 洗浄水供給ポンプ
５１ 便器
５２ ロータンク
６１ エアーポンプ
７１ 手洗水供給ポンプ
９１ 手洗い台
９３ 排水管
３１１ 上段側積層形濾過槽
３１２ 下段側積層形濾過槽
３５１ 第１濾過収容部
３５２ 第２濾過収容部
３５３ 第３濾過収容部
３５４ 第４濾過収容部
３５５ 第５濾過収容部
３６１ 下部流通仕切壁
３６２ 上部流通仕切壁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、便器を洗浄した後の屎尿を含む洗浄水を生分解処理するハイブリット型洗浄水浄化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、便器を洗浄した後の屎尿を含む洗浄水を固体分と液体分とに分離し、固体分は杉チップやおが屑等の微生物で生分解処理し、液体分は洗浄水として再利用する循環型のバイオトイレが提案されている。
【０００３】
例えば、特開２００９−６８２８４号公報では、便器から洗浄水とともに流される屎尿を固分と液分とに分離する固液分離手段と、この固液分離手段により分離した前記固分を、微生物を含む菌材部と攪拌させて分解消滅させる固分攪拌手段と、前記固液分離手段により分離した前記液分を、濾過材を介して濾過して再生水として再生する液分濾過手段と、この液分濾過手段により再生した再生水を洗浄水として循環させる洗浄水循環手段と、前記固分攪拌手段の近傍に臭いを消して前記固分攪拌手段内の空気を放出して外気と換気する換気扇とを備えるバイオトイレットが提案されている（特許文献１）。この特許文献１によると、前記バイオトイレットは、屎尿中の固分を完全に分解して消滅させるとともに、液分を十分に濾過して洗浄水として循環させて利用することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−６８２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された発明においては、微生物による固分の分解処理と液分の濾過とを個別に行っているため、仮に固液分離が上手くいかないと、装置全体が機能しなくなるという弱点がある。一方、固液分離を完璧に行おうとすれば、装置が複雑になり製造コストが高くなってしまうし、分離に時間がかかり処理速度が低下してしまうという問題がある。
【０００６】
また、液分は微生物による分解が行われないため、液分を濾過する濾過材が尿に含まれるアンモニア等により汚染されやすいという問題がある。汚染されることにより濾過材の脱色や脱臭の能力が低下すると、液分の色や臭いにより使用者が不快な思いをするし、却って使用を控えてしまうという問題もある。そのため、頻繁に濾過材の交換または洗浄が必要となり、メンテナンスが面倒である。
【０００７】
さらに、洗浄水を循環させながら浄化して再利用するタイプのバイオトイレの課題として、洗浄水の脱色が難しいという問題が存在している。
【０００８】
本発明は、以上のような問題点を解決するためになされたものであって、便器を洗浄した後の屎尿を含む洗浄水を生分解処理するとともに、より効果的な濾過処理により洗浄水として再利用することができるハイブリット型洗浄水浄化装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るハイブリット型洗浄水浄化装置は、便器を洗浄した後の屎尿を含む洗浄水を生分解処理するとともに循環させて洗浄水として再利用するハイブリット型洗浄水浄化装置であって、前記洗浄水を流入させて微生物により屎尿を分解処理する生分解処理槽と、複数種の濾過材を上下に積層させており、上方から前記洗浄水を順に透過させて濾過処理する積層形濾過槽と、複数種の濾過材をそれぞれ個別の濾過収容部に収容して並置させており、端から前記洗浄水を順に隣接する各濾過収容部に透過させて濾過処理する並置形濾過槽と、前記積層形濾過槽および前記並置形濾過槽で濾過された前記洗浄水を貯留する貯水槽と、この貯水槽に貯留されている前記洗浄水を前記便器に流して洗浄する便器洗浄手段とを有する。
【００１０】
また、本発明において、前記積層形濾過槽を上下に複数段配置するとともに、その下方に前記並置形濾過槽を配置する構成を採用してもよい。
【００１１】
さらに、本発明において、前記並置形濾過槽を構成する各濾過収容部は、網目状の容器で構成されており、隣接する各濾過収容部の間は仕切壁で仕切られているとともに、各仕切壁は、下部を開放して隣接する濾過収容部に前記洗浄水を流通可能にした下部流通仕切壁、上部を開放して隣接する濾過収容部に前記洗浄水を流通可能にした上部流通仕切壁とを交互に配置する構成を採用してもよい。
【００１２】
また、本発明において、前記濾過材のうち少なくとも一種類が粒状の石炭であってもよいし、あるいは前記濾過材のうち少なくとも一種類が貝化石であってもよい。
【００１３】
さらに、本発明において、前記並置形濾過槽のうち、第１濾過収容部には濾過材を入れずに水位を調整する機能を持たせ、第２濾過収容部ないし第５濾過収容部には、粒状の石炭、粒状の貝化石、粒状のゼオライト、粒状の木炭を適宜個別に収容する構成を採用してよいもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、便器を洗浄した後の屎尿を含む洗浄水を生分解処理するとともに、より効果的な濾過処理により洗浄水として再利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係るハイブリット型洗浄水浄化装置の実施形態を示す平面図である。
【図２】本発明に係るハイブリット型洗浄水浄化装置の実施形態を示すＡ２−Ａ２断面図である。
【図３】本発明に係るハイブリット型洗浄水浄化装置の実施形態を示すＡ３−Ａ３断面図である。
【図４】本実施形態における並置形濾過槽を示す正面側縦断面図である。
【図５】本実施形態のハイブリット型洗浄水浄化装置における洗浄水および手洗い用の水の流れを示すブロック図である。
【図６】実施例１のハイブリット型洗浄水浄化装置の実証試験における、試験期間中の当該ハイブリット型洗浄水浄化装置の使用人数を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係るハイブリット型洗浄水浄化装置の実施形態について図面を用いて説明する。図１は、本実施形態のハイブリット型洗浄水浄化装置１を示す平面図である。また、図２は図１におけるＡ２−Ａ２の縦断面図であり、図３は図１におけるＡ３−Ａ３の縦断面図である。
【００１７】
図１から図３に示すように、本実施形態のハイブリット型洗浄水浄化装置１は、屎尿を固液に分離させずに、バチルス菌等の微生物による生分解処理と、石炭や貝化石等の無機物質による濾過処理とのハイブリット式で処理することにより洗浄水を浄化するためのものであり、主として、生分解処理槽２と、それぞれ複数の濾過材を使用して積層状および／または並置状に構成された濾過処理手段３と、貯水槽４と、便器洗浄手段５とから構成される。以下、各構成について詳細に説明する。
【００１８】
生分解処理槽２は、便器５１を洗浄した後の洗浄水を溜めて微生物により屎尿を分解処理するためのものである。本実施形態における生分解処理槽２は、第１処理槽２１と第２処理槽２２とからなり、それぞれは床下に並べて設けられている。
【００１９】
本実施形態における第１処理槽２１は、便器５１の真下に設けられている。第１処理槽２１の内部には、洗浄水の曝気を行うための曝気パイプ６が設けられているとともに、バチルス菌等の微生物と、このバチルス菌の繁殖を高めるための牡蠣の貝殻が投入されている。なお、生分解処理のために用いる微生物はバチルス菌に限定されるものでなく、例えばアシドロ菌等、適宜好適な微生物を選択してよい。
【００２０】
また、本実施形態における生分解処理槽２の第２処理槽２２は、前記第１処理槽２１に併設されており、その境界は仕切堰２３が設けられている。従って、第１処理槽２１で生分解処理された洗浄水は仕切堰２３を越えて第２処理槽２２に流れ込むようになっている。第２処理槽２２には、第１処理槽２１と同様に、生分解処理のために内部に曝気パイプ６が設けられているとともに、バチルス菌と、牡蠣の貝殻と、石炭を破砕したものが投入されている。また、当該第２処理槽２２の中には、処理後の洗浄水を次の処理工程である濾過処理手段３へ汲み上げるための汲み上げポンプ２４が設けられている。
【００２１】
つぎに、濾過処理手段３は、複数種の濾過材を上下に層状ないし左右に並列に配置し、洗浄水をそれらの複数種の濾過材に順次透過させることによって一種類の濾過材では得られない不純物の除去、脱臭および脱色の作用効果を図っている。本実施形態における濾過処理手段３は、複数種の濾過材を上下に積層させた積層形濾過槽３１と、複数種の濾過材をそれぞれ個別に収容して並置した並置形濾過槽３２とを有している。
【００２２】
このうち、積層形濾過槽３１は、生分解処理槽２で処理された洗浄水を上方から順に各濾過材を透過させて残渣等の比較的大きなもの濾過し、洗浄水の浄化を促進するものである。本実施形態における積層形濾過槽３１は、上下二段で構成されており、上段に配置された上段側積層形濾過槽３１１と、下段に配置された下段側積層形濾過槽３１２とから構成されている。
【００２３】
本実施形態における上段側積層形濾過槽３１１は、上面が開放された箱形に形成されており、底面の略中央には濾過した洗浄水を下方の下段側積層形濾過槽３１２へ流出する流出口３３が形成されている。前記上段側積層形濾過槽３１１には、濾過材として上層に不織布、中層にゼオライト、下層に石炭がそれぞれ積層されている。上層の不織布には繊維同士の間にペレット状の活性炭が混ぜ込ませてある。また、中層のゼオライトおよび下層の石炭は、粒状または紛状に砕かれたものが用いられている。なお、中層のゼオライトと下層の石炭との境界には互いが混ざり合わないための混合防止網３４が敷設されている。
【００２４】
本実施形態における下段側積層形濾過槽３１２は、上段側積層形濾過槽３１１と同一形状の箱形に形成されており、次行程である並置形濾過槽３２へ流出させる流出口３３が図３の底面における左端に配置されている。なお、この下段側積層形濾過槽３１２に積層されている濾過材は、上段側積層形濾過槽３１１に積層されている構成とは異なり、上層に粒状または紛状のゼオライト、中層に粒状または紛状の石炭、下層に粒状または紛状の貝化石がそれぞれ積層されている。
【００２５】
なお、上層のゼオライトと中層の石炭との境界および中層の石炭と下層の貝化石との境界には、上段側積層形濾過槽３１１と同様の混合防止網３４が敷設されている。
【００２６】
一方、並置形濾過槽３２は、複数種の濾過材に洗浄水を連続的に透過させ、濾過材との接触時間を長くすることで洗浄水の浄化を促進させるためのものであり、図４に示すように、並置形濾過槽３２内に、複数種の濾過材をそれぞれ個別に収容して並置される各濾過収容部３５と、隣接する各濾過収容部３５の間を仕切る仕切壁３６と、並置形濾過槽３２内の水を抜くための水抜きドレンパイプ３７とを有する。
【００２７】
濾過収容部３５は、それぞれ濾過材を個別に収容し、端から洗浄水を順に透過させることにより濾過処理するためのものである。本実施形態では、第１濾過収容部ないし第５濾過収容部３５１，３５２，３５３，３５４，３５５からなる５つの濾過収容部３５を有し、各濾過収容部３５は網目状の容器で構成されている。また、第５濾過収容部３５５の底面には、濾過した洗浄水を貯水槽４へ排水するための排水口３８が設けられている。
【００２８】
本実施形態における仕切壁３６は、交互に配置される下部流通仕切壁３６１と、上部流通仕切壁３６２との２種類を使い分けている。下部流通仕切壁３６１は、上部を閉じて下部を開放することにより隣接する濾過収容部３５に洗浄水を流通可能にしたものであり、第１濾過収容部３５１と第２濾過収容部３５２との間および第３濾過収容部３５３と第４濾過収容部３５４との間に配置されている。つまり、下部流通仕切壁３６１では、洗浄水が下部に開放した流通路を流れて隣の濾過収容部３５に下から溜まっていくようになっている。また、上部流通仕切壁３６２は下部を閉じて上部を開放することにより隣接する濾過収容部３５に洗浄水を流通可能にしたものであり、第２濾過収容部３５２と第３濾過収容部３５３との間および第４濾過収容部３５４と第５濾過収容部３５５との間に配置されている。つまり、上部流通仕切壁３６２では、洗浄水が壁の上部を堰越えして隣の濾過収容部３５に上から流れ込んで溜まっていくようになっている。
【００２９】
なお、本実施形態では各濾過収容部３５の仕切壁３６を、下部流通仕切壁３６１および上部流通仕切壁３６２として構成し、小スペースでありながら各濾過材をゆっくり長く通過する仕組みを採用しているが、その他の濾過のシステムを採用することも可能である。例えば、上部流通仕切壁３６２のみで構成し、当該上部流通仕切壁３６２の上端部の高さが下流になるほど下り階段状に次第に低くなるような構成にして連続的に各濾過収容部３５を通過させるようにしてもよい。また、各仕切壁３６に下流になるほど高さが次第に低くなる流通孔が形成されるようにしてもよい。但し、これらの場合、各濾過収容部３５の高さを十分に取るか、下流の濾過収容部３５をより下方に配置する必要が生じる。
【００３０】
また、前記並置形濾過槽３２の第１濾過収容部３５１には、濾過材が入れられていない。これは、前記積層形濾過槽３１から供給される洗浄水の水量の急激な増減に対して並置形濾過槽３２内の洗浄水の水位を安定させるためである。また、本実施形態における第２濾過収容部ないし第５濾過収容部３５２，３５３，３５４，３５５には、順に、粒状の石炭、粒状の貝化石、粒状のゼオライトおよび粒状の木炭を個別に収容させている。なお、各濾過収容部３５に収容させる濾過材の種類や濾過材を収容する順序は本実施形態のものが好ましいが、目的や洗浄水の状況に応じて適宜変更してもよい。
【００３１】
上記のように、本実施形態における積層形濾過槽３１および並置形濾過槽３２に用いられる濾過材は、主に鉱物を砕いたもの等の固形状のものを採用している。なお、各濾過材の素材や大きさ、積層させる厚さや収容させる量は、洗浄水の状況や処理条件に応じて適宜選択されるものである。
【００３２】
つぎに、貯水槽４は、前述した濾過処理手段３で濾過された洗浄水を貯留するための水槽である。本実施形態における貯水槽４には、不織布と曝気パイプ６が設けられている。不織布は、前記上段側積層形濾過槽３１１の濾過材として用いたものと同じものであり、活性炭が織り込まれている。また、当該不織布は、積層形濾過槽３１および並置形濾過槽３２で濾過しきれなかった固形物を濾過するために、並置形濾過槽３２の底面全体に対応する大きさに張設されている。また、貯留槽には、洗浄水を便器５１のロータンク５２に供給するための洗浄水供給ポンプ４１が設けられている。さらに、貯水槽４の中には、ブラックシリカが投入されて浄化を維持させている。洗浄水供給ポンプ４１の吸い込み口にも不織布が設けられており、最終的な固形物の濾過を行っている。
【００３３】
なお、貯水槽４、第１処理槽２１および第２処理槽２２内の曝気パイプ６には、それぞれ曝気用の空気を供給するエアーポンプ６１が接続されている。
【００３４】
本実施形態における便器洗浄手段５は、便器５１と、この便器５１の洗浄水を貯留しておくロータンク５２とから構成されている。
【００３５】
なお、本実施形態における便器５１は、洋式のものを用いているが、特に限定されるものではなく和式のものや男性用小便器であってもよい。
【００３６】
また、本実施形態のハイブリット型洗浄水浄化装置１には補助水槽７、手洗い用給水タンク８および手洗い器９が備え付けられている。補助水槽７内の水は、通常は手洗い用に使用され、便器５１の洗浄水が蒸発等により少なくなると洗浄水として補給されるものである。
【００３７】
図５に示す、本実施形態のハイブリット型洗浄水浄化装置１の洗浄水および手洗い用の水の流れを示すブロック図を用いて、これら補助水槽７、手洗い用給水タンク８および手洗い器９の構成について説明する。
【００３８】
本実施形態の補助水槽７は、洗浄水とは別に手洗い用の水を貯留するための水槽であり、手洗い用給水タンク８に供給するための手洗水供給ポンプ７１が設けられている。なお、前記補助水槽７の設置場所は特に限定されるものではなく、適宜選択されるものである。また、手洗い用給水タンク８は、手洗い器９に接続されているとともに、便器５１にも接続されている。さらに、本実施形態における手洗い器９は、蛇口（図示しない）と、手洗い台９１と、排水管９２とから構成されており、前記蛇口の下には手洗い台９１があり、この手洗い台９１の排水管９２は第１処理槽２１に連通されている。
【００３９】
つぎに、本実施形態のハイブリット型洗浄水浄化装置１における各構成の作用について説明する。
【００４０】
図５に示すように、ロータンク５２内の洗浄水を便器５１に流すと、便器５１が洗浄される。この洗浄後の洗浄水は屎尿を含んでおり、便器５１の下に設けられた生分解処理槽２へと排水される。
【００４１】
屎尿が含まれた洗浄水は、生分解処理槽２に貯留され、生分解処理される。本実施形態においては、まず、第１処理槽２１でバチルス菌により生分解処理が行われる。曝気パイプ６は、エアーポンプ６１から供給された空気を洗浄水内に送り込み、バチルス菌を活性化させる。図２に示すように、第１処理槽２１内の水位が仕切堰２３よりも上昇すると、処理された洗浄水は第２処理槽２２に流れ込む。
【００４２】
第２処理槽２２では、第１処理槽２１で処理された洗浄水をバチルス菌によりさらに生分解処理を行う。また、石炭を破砕したものは、洗浄水の脱臭および脱色を行う。第２処理槽２２内の水位が上昇すると汲み上げポンプ２４が作動して、第２処理槽２２内の洗浄水を濾過処理手段３へと汲み上げる。
【００４３】
汲み上げポンプ２４で汲み上げられた洗浄水は、上方から積層形濾過槽３１、並置形濾過槽３２の順に透過し、濾過される。
【００４４】
上段側積層形濾過槽３１１では、まず上層の不織布により、大きなゴミが取り除かれる。特に、生分解処理されにくいトイレットペーパーは、ここで取り除かれる。また、不織布に混入されている活性炭の吸着性によりゴミを取り除くとともに、浸透する洗浄水の脱臭および脱色も行う。前記不織布は、所定期間や所定の使用回数に応じてゴミを取り除くため、交換や洗浄が行われる。
【００４５】
中層のゼオライトは、吸着性および陽イオン交換機能により洗浄水の脱臭および脱色を行う。また、ゼオライトは、吸湿性を有する物質であるため、濾過材の乾燥を防ぎ、バチルス菌の住みやすい環境を作り出す。
【００４６】
下層の石炭は、ゼオライトと同様に、吸着性により脱臭および脱色を行う。また、石炭は、他の濾過材と比べ、硬くて破砕されにくい。そのため、一定の密度を保持させやすく、処理速度を安定させられる。また、石炭が不純物等で汚染されても、洗浄して繰り返し使用することができる。
【００４７】
上段側積層形濾過槽３１１の各濾過材を透過した洗浄水は、上段側積層形濾過槽３１１の流出口３３から下段側積層形濾過槽３１２へと供給される。
【００４８】
下段側積層形濾過槽３１２では、上層のゼオライトが、洗浄水の脱臭および脱色および保湿を行う。中層の石炭は、ゼオライトと同様に、吸着性により脱臭および脱色を行う。
【００４９】
下層の貝化石は、洗浄水を中性にし、かつ洗浄水中の酸素濃度を増やす作用によってバチルス菌を活発にする。そのため洗浄水を貝化石と接触させることにより、バチルス菌が活性化し、より生分解処理が効果的に行われる。
【００５０】
なお、上段側積層形濾過槽３１１および下段側積層形濾過槽３１２に設けられた混合防止網３４は、各濾過材が混ざり合わないようにし、長時間使用しても各濾過材の密度が一定に保たれる。
【００５１】
つぎに、下段側積層形濾過槽３１２を透過した洗浄水は、流出口３３から並置形濾過槽３２へと供給される。
【００５２】
並置形濾過槽３２は、洗浄水を第１濾過収容部ないし第５濾過収容部３５１，３５２，３５３，３５４，３５５の順に、連続して透過させることにより浄化を行う。
【００５３】
第１濾過収容部３５１に供給された洗浄水は、下部流通仕切壁３６１の開放されている下部を通って第２濾過収容部３５２へと流入する。第１濾過収容部３５１では、第１濾過収容部３５１内に溜まっている洗浄水がクッションの役割を果たして、積層形濾過槽３１から供給される洗浄水の水量の急激な増減に対して並置形濾過槽３２内の水位の変化を抑制する。
【００５４】
第２濾過収容部３５２では、洗浄水が濾過材である石炭を下方から上昇しながら透過し、水位が上部流通仕切壁３６２よりも高くなると開放されている上部を越えて第３濾過収容部３５３へ流入する。第３濾過収容部３５３に流入した洗浄水は、濾過材である貝化石を上方から下降しながら透過して下部流通仕切壁３６１の下部から第４濾過収容部３５４へと流入する。第４濾過収容部３５４へと流入した洗浄水は、濾過材であるゼオライトを下方から上昇しながら透過して、上部流通仕切壁３６２を越えて第５濾過収容部３５５に流入する。第５濾過収容部３５５に流入した洗浄水は、濾過材である木炭を上方から下降しながら透過して、排水口３８から貯水槽４へと排出される。
【００５５】
このように、下部流通仕切壁３６１と上部流通仕切壁３６２とを交互に配置することにより、段差を設けることなく複数種の濾過材に透過させることができ、並置形濾過槽３２の高さやスペースを低く設定することができる。また、収容されている濾過材の交換や洗浄等のメンテナンスもし易くなる。通常、バイオトイレは移動式や設置式であるため、省スペースに納められるメリットは大きいし、メンテナンスのし易さは衛生面の保持の観点からニーズが高い。
【００５６】
一方、水抜きドレンパイプ３７は、第１濾過収容部ないし第５濾過収容部３５１，３５２，３５３，３５４，３５５内の水を抜き取り貯水槽４に排水することができる。これにより、並置形濾過槽３２内の水を抜き取り、収容されている濾過材の交換や洗浄等のメンテナンス時の作業が容易に行うことができる。
【００５７】
つぎに、貯水槽４は、濾過槽で処理された洗浄水のゴミを不織布により取り除き、曝気しながら貯留している。この貯留槽内の洗浄水は生分解処理がほぼ終了しており、臭気や着色などが殆どなくなっている。なお、貯水槽４内の活性炭は、脱臭や脱色を行うとともに、着色を抑える。また、貯水槽４内のブラックシリカは、脱臭および脱色を行うとともに、貯水槽４内に水垢で汚れるのを防いでいる。さらに、蓄熱性により洗浄水が凍るのを防いでいる。
【００５８】
洗浄水供給ポンプ４１は、便器５１の洗浄によりロータンク５２内の洗浄水が少なくなると、貯水槽４内の洗浄水をロータンク５２に供給し、洗浄水として再利用することが可能である。以上のように、本実施形態では、洗浄水を繰り返し循環させて再利用することができる。
【００５９】
また、本実施形態における補助水層７、手洗い用給水タンク８および手洗い器９によって、手洗いをするとともに、循環している洗浄水が蒸発などによって少なくなった場合に、補給することができる。
【００６０】
補助水層７内の水は、手洗い用の水として使用され、手洗水供給ポンプ７１によって手洗い用給水タンク８に供給される。手洗い用給水タンク８に供給された水は、図示しないが蛇口を開けることにより水が流れ、手を洗うことができる。また、その水は手洗い台９１で受けて排水管９２により第１処理槽２１へ排水される。したがって、手洗いをした排水を外部に捨てることはない。
【００６１】
一方、洗浄水として補給する場合は、手洗い用給水タンク８から直接便器５１に手洗い用の水を供給して補うことができる。これにより、洗浄水を約一定の水量にすることにより、バチルス菌が生息しやすい環境を維持することができる。
【００６２】
以上のような本実施形態のハイブリット型洗浄水浄化装置１によれば、以下の効果を得ることができる。
１．洗浄水の循環利用により、水源の乏しい場所や地域でも使用できる。
２．濾過材の経年変化等が少なく、処理能力を維持することができる。
３．上から下へと重力により透過させるため、洗浄水を循環させるエネルギーが非常に少なくてすむ。
４．外部に排水しないため環境汚染を抑えられる。
５．複数種の濾過材を適宜、透過させるため脱臭と脱色の効果が極めて高い。
６．仮に洗浄水が少なくなっても、補助水層７から水を補給することができる。
【００６３】
なお、本発明に係るハイブリット型洗浄水浄化装置１は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。
【００６４】
例えば、寒冷地において使用される場合は、冬期間に洗浄水が氷らないように別途、ヒーターを設けてもよい。
【実施例１】
【００６５】
実施例１として、生分解処理槽２、濾過処理手段３、貯水槽４および便洗浄手段からなるハイブリット型洗浄水浄化装置１による実証試験を行った。本実施例１のハイブリット型洗浄水浄化装置１における濾過処理手段３としては、積層形濾過槽３１のみを配置した。当該積層形濾過槽３１は、上下２段に構成されており、上段側積層形濾過槽３１１には、上層に不織布、中層に繊維同士の間にペレット状の石炭を混入している不織布、下層に粒状のゼオライトが積層されている。また、下段側積層形濾過槽３１２には、上層に繊維同士の間にペレット状の木炭を混入している不織布、中層に粒状のゼオライト、下層に粒状の貝化石が積層されている。
【００６６】
試験は、８日間、毎日午前８時頃から午後７時頃まで便器５１を使用し、午後７時頃から翌朝の午前８時頃まではエアレーションを行った。
【００６７】
本試験では、目視と嗅覚により洗浄水に着色や悪臭の有無を調べた。なお、この期間中に本実施例１のハイブリット型洗浄水浄化装置１を使用した延べ人数は５６８人、１日平均７１人であった。使用回数に関する詳細を図６に示す。
【００６８】
以下に、試験結果を示す。１日目〜６日目の間では、１日平均６４人が使用したが、洗浄水の着色および悪臭はなかった。この人数であれば問題なく脱臭および脱色が可能である。しかし、７日目には平均よりも約５０人多い、延べ１１２人に使用されたところ、洗浄水に汚物色の着色が残った。但し、翌日の８日目には、７７名が使用したが、洗浄水の着色および悪臭は除去できた。
【００６９】
したがって、本実施例１のハイブリット型洗浄水浄化装置１のように、積層形濾過槽３１だけを配置した濾過処理手段３によると、一日６５名程度の使用に対する洗浄水の脱色および脱臭は確実に行えることがわかった。但し、１１２名程度の人数の使用に対しては、若干、着色が残ることがわかる。よって、本実施例１のハイブリット型洗浄水浄化装置１の試験を踏まえると、使用頻度によっては、濾過処理手段として並置形濾過槽３２を併存させることが好ましい。
【符号の説明】
【００７０】
１ ハイブリット型洗浄水浄化装置
２ 生分解処理槽
３ 濾過処理手段
４ 貯水槽
５ 便器洗浄手段
６ 曝気パイプ
７ 補助水槽
８ 手洗い用給水タンク
９ 手洗い器
２１ 第１処理槽
２２ 第２処理槽
２３ 仕切堰
２４ 汲み上げポンプ
３１ 積層形濾過槽
３２ 並置形濾過槽
３３ 流出口
３４ 混合防止網
３５ 濾過収容部
３６ 仕切壁
３７ 水抜きドレンパイプ
３８ 排水口
４１ 洗浄水供給ポンプ
５１ 便器
５２ ロータンク
６１ エアーポンプ
７１ 手洗水供給ポンプ
９１ 手洗い台
９３ 排水管
３１１ 上段側積層形濾過槽
３１２ 下段側積層形濾過槽
３５１ 第１濾過収容部
３５２ 第２濾過収容部
３５３ 第３濾過収容部
３５４ 第４濾過収容部
３５５ 第５濾過収容部
３６１ 下部流通仕切壁
３６２ 上部流通仕切壁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
便器を洗浄した後の屎尿を含む洗浄水を生分解処理するとともに循環させて洗浄水として再利用する洗浄水循環型バイオトイレであって、
前記洗浄水を流入させて微生物により屎尿を分解処理する生分解処理槽と、
複数種の濾過材を上下に積層させており、上方から前記洗浄水を順に透過させて濾過処理する積層形濾過槽と、
複数種の濾過材をそれぞれ個別の濾過収容部に収容して並置させており、端から前記洗浄水を順に隣接する各濾過収容部に透過させて濾過処理する並置形濾過槽と、
前記積層形濾過槽および前記並置形濾過槽で濾過された前記洗浄水を貯留する貯水槽と、
この貯水槽に貯留されている前記洗浄水を前記便器に流して洗浄する便器洗浄手段と
を有するハイブリット型洗浄水浄化装置。
【請求項２】
請求項１において、前記積層形濾過槽を上下に複数段配置するとともに、その下方に前記並置形濾過槽を配置してなるハイブリット型洗浄水浄化装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記並置形濾過槽を構成する各濾過収容部は、網目状の容器で構成されており、隣接する各濾過収容部の間は仕切壁で仕切られているとともに、各仕切壁は、下部を開放して隣接する濾過収容部に前記洗浄水を流通可能にした下部流通仕切壁と、上部を開放して隣接する濾過収容部に前記洗浄水を流通可能にした上部流通仕切壁とを交互に配置しているハイブリット型洗浄水浄化装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかにおいて、前記濾過材として粒状の石炭を使用しているハイブリット型洗浄水浄化装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれかにおいて、前記濾過材として粒状の貝化石を使用しているハイブリット型洗浄水浄化装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかにおいて、前記並置形濾過槽のうち、第１濾過収容部には濾過材を入れずに水位を調整する機能を持たせ、第２濾過収容部ないし第５濾過収容部には、粒状の石炭、粒状の貝化石、粒状のゼオライト、粒状の木炭を適宜個別に収容して構成されているハイブリット型洗浄水浄化装置。
【請求項１】
便器を洗浄した後の屎尿を含む洗浄水を生分解処理するとともに循環させて洗浄水として再利用する洗浄水循環型バイオトイレであって、
前記洗浄水を流入させて微生物により屎尿を分解処理する生分解処理槽と、
複数種の濾過材を上下に積層させており、上方から前記洗浄水を順に透過させて濾過処理する積層形濾過槽と、
複数種の濾過材をそれぞれ個別の濾過収容部に収容して並置させており、端から前記洗浄水を順に隣接する各濾過収容部に透過させて濾過処理する並置形濾過槽と、
前記積層形濾過槽および前記並置形濾過槽で濾過された前記洗浄水を貯留する貯水槽と、
この貯水槽に貯留されている前記洗浄水を前記便器に流して洗浄する便器洗浄手段と
を有するハイブリット型洗浄水浄化装置。
【請求項２】
請求項１において、前記積層形濾過槽を上下に複数段配置するとともに、その下方に前記並置形濾過槽を配置してなるハイブリット型洗浄水浄化装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記並置形濾過槽を構成する各濾過収容部は、網目状の容器で構成されており、隣接する各濾過収容部の間は仕切壁で仕切られているとともに、各仕切壁は、下部を開放して隣接する濾過収容部に前記洗浄水を流通可能にした下部流通仕切壁と、上部を開放して隣接する濾過収容部に前記洗浄水を流通可能にした上部流通仕切壁とを交互に配置しているハイブリット型洗浄水浄化装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかにおいて、前記濾過材として粒状の石炭を使用しているハイブリット型洗浄水浄化装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれかにおいて、前記濾過材として粒状の貝化石を使用しているハイブリット型洗浄水浄化装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかにおいて、前記並置形濾過槽のうち、第１濾過収容部には濾過材を入れずに水位を調整する機能を持たせ、第２濾過収容部ないし第５濾過収容部には、粒状の石炭、粒状の貝化石、粒状のゼオライト、粒状の木炭を適宜個別に収容して構成されているハイブリット型洗浄水浄化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１４０７９２（Ｐ２０１１−１４０７９２Ａ）
【公開日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５４７（Ｐ２０１０−１５４７）
【出願日】平成２２年１月６日（２０１０．１．６）
【出願人】（５０６４０９１１４）株式会社バイオラファー (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月６日（２０１０．１．６）
【出願人】（５０６４０９１１４）株式会社バイオラファー (5)
【Ｆターム（参考）】
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