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循環型バイオトイレ
説明

循環型バイオトイレ

【課題】 洗浄水に生息させた微生物による生分解処理と微生物床による生分解処理とを組み合わせて屎尿を含む洗浄水を微生物により生分解処理しながら循環再利用する循環型バイオトイレにおいて、トイレットペーパーを確実に生分解処理することができ、また微生物床により染色された生分解処理後の洗浄水の脱色を効果的に行い得る循環型バイオトイレを提供する。
【解決手段】 便器7を洗浄した後の洗浄水を貯留して曝気しつつ生分解処理を行う曝気処理槽2と、曝気処理槽2で生分解処理した後の洗浄水を濾過して当該洗浄水に混在しているトイレットペーパーを分離し、このトイレットペーパーを濡れた状態で微生物とともに滞留させて当該トイレットペーパーを生分解処理するペーパー分離・分解槽3と、ペーパー分離・分解槽3で濾過された洗浄水を微生物が生息するチップ等の微生物床41に浸透させて生分解処理するチップ処理槽4とを有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、屎尿(しにょう)を含む洗浄水を微生物により生分解処理しながら循環させて再利用する循環型バイオトイレに関するものである。
【背景技術】
【0002】
バイオトイレとは、バチルス菌等の微生物により屎尿中のアンモニアや有機物を水と窒素ガス等に生分解処理するトイレである。このバイオトイレは、上下水道施設のない地域でも使用ができ、基本的にくみ取り作業が不要となるため、行楽地や工事場所の簡易トイレ等として注目されている。従来のバイオトイレには、チップやおが屑に微生物を生息させた微生物床に屎尿を混ぜ合わせることにより生分解処理を行うものや、便器の洗浄水に微生物を生息させて屎尿と混ぜ合わせて生分解処理するもの、またはこれらを組み合わせたもの等、種々のバイオトイレが提案されている。
【0003】
例えば、特開2006−288564号公報では、投下された屎尿をおが屑類と撹拌する方式の便槽を備えたバイオトイレであって、便槽に付設した便器の投入口に尿のみを取出す分岐管を付設するとともに、分岐管から取り出した尿を便槽とは別に配置された、屎尿(し尿)タンクに導入するようにしたことを特徴とするバイオトイレが提案されている(特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2006−288564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に記載された発明を含む従来の発明においては、トイレットペーパーが生分解されずに微生物床に堆積するという問題がある。トイレットペーパーは屎尿等に溶け込んでいれば微生物によって生分解処理されやすいが、チップ等の微生物床において生分解される前に乾燥してしまうと、そのまま分解されずに残留してしまう。このようなトイレットペーパーの残留物は衛生上の問題があるとともに、排水の妨げや生分解処理の効率を下げるという問題がある。また、残留トイレットペーパーを取り除くためのメンテナンスが必要となる。
【0006】
また、循環式のバイオトイレにおいては、洗浄水がチップ等の微生物床を通過することにより、チップの色が洗浄水に移り、黄色や茶色の色が付いてしまうという問題がある。このような色は、屎尿の色を連想させるため、正常に浄化されて水質に問題がないにもかかわらず、利用者にとっては充分に浄化されていないという誤解を与えてしまう。
【0007】
本発明は、こ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、洗浄水に生息させた微生物による生分解処理と微生物床による生分解処理とを組み合わせて屎尿を含む洗浄水を微生物により生分解処理しながら循環再利用する循環型バイオトイレにおいて、トイレットペーパーを確実に生分解処理することができる。また、微生物床により染色された生分解処理後の洗浄水の脱色を効果的に行い得る循環型バイオトイレ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】
【0008】
本発明に係る循環型バイオトイレは、屎尿を含む洗浄水を微生物により生分解処理しながら循環再利用する循環型バイオトイレであって、便器を洗浄した後の前記洗浄水を貯留して曝気しつつ生分解処理を行う曝気処理槽と、前記曝気処理槽で生分解処理した後の前記洗浄水を濾過して当該洗浄水に混在しているトイレットペーパーを分離し、このトイレットペーパーを濡れた状態で微生物とともに滞留させて当該トイレットペーパーを生分解処理するペーパー分離・分解槽と、前記ペーパー分離・分解槽で濾過された前記洗浄水を前記微生物が生息するチップ等の微生物床に浸透させて生分解処理するチップ処理槽とを有する。
【0009】
また、本発明において、前記ペーパー分離・分解槽は、有底筒状に形成された分離・分解収容部と、この分離・分解収容部の内部に設けられており前記洗浄水を濾過して前記トイレットペーパーと分離する分離濾過部と、前記分離・分解収容部の上部側壁面に形成されており前記濾過後の洗浄水をチップ処理槽へ排出する排水孔と、前記分離・分解収容部の底部において前記分離後のトイレットペーパーを滞留させるペーパー滞留部とを有してもよい。
【0010】
さらに、本発明において、前記ペーパー分離・分解槽は、前記チップ処理槽内の前記微生物床に前記排水孔が埋まる深さに埋設されていてもよい。
【0011】
また、本発明において、前記チップ処理槽で処理した後の前記洗浄水を活性炭により脱色する活性炭脱色手段であって、この活性炭脱色手段は、前記活性炭が収容されているとともに前記洗浄水を下から上へと上昇させつつ脱色する縦長筒状の上昇脱色管と、前記活性炭が収容されているとともに前記洗浄水を上から下へと下降させつつ脱色する縦長筒状の下降脱色管とを有していてもよい。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、洗浄水に溶け込んだトイレットペーパーを確実に分解することができる。また、微生物床により染色された生分解処理後の洗浄水の脱色を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明に係る循環型バイオトイレの実施形態を示す正面縦断面からみた模式図である。
【図2】本実施形態のペーパー分離・分解槽を示す拡大した模式図である。
【図3】本実施形態の活性炭脱色手段を示す拡大した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明に係る循環型バイオトイレの実施形態について図面を用いて説明する。図1は、本実施形態における循環型バイオトイレ1を示す正面縦断面からみた模式図である。
【0015】
本実施形態の循環型バイオトイレ1は、主に、曝気処理槽2と、ペーパー分離・分解槽3と、チップ処理槽4と、浄化水槽5と、活性炭脱色手段6とから構成される。以下、各構成について詳細に説明する。
【0016】
曝気処理槽2とは、便器7を洗浄した後の屎尿やトイレットペーパー等の不純物を含む洗浄水を貯留して曝気しつつ生分解処理を行うものである。本実施形態における曝気処理槽2は、一次曝気槽21と二次曝機槽22とからなる。それぞれの曝気槽21,22の容量は処理量に応じて適正量を定めればよいが、本実施形態では、約220リットルの容量を備えている。また、これら一次曝気槽21と二次曝気槽22は堰23を隔てて併設されている。
【0017】
一次曝気槽21は、上部に便器7が設置されており、内部には使用後の洗浄水に空気を供給する曝気用の空気供給パイプ24と、洗浄水を撹拌して屎尿中の固形物を細分化させて微生物による生分解処理を促進させる撹拌ポンプ25とを備えている。空気供給パイプ24は、耐腐食性パイプが使用されており、曝気用の空気を供給するために適度な複数の穴が設けられている。
【0018】
二次曝気槽22は、一次曝気槽21と同様に空気供給パイプ24を備えている。また、二次曝気槽22内に貯留された洗浄水を次工程のペーパー分離・分解槽3へ輸送する輸送ポンプ26を備えている。この輸送ポンプ26はフロートタイプの水位計27を備えており、この水位計27に連動して自動的に作動または停止するようになっている。
【0019】
なお、一次曝気槽21、二次曝気槽22および後述する浄化水槽5に配備された各空気供給パイプ24には、空気を送るエアレーションポンプ8が接続されている。
【0020】
ペーパー分離・分解槽3とは、曝気処理槽2により処理された洗浄水にとけ込んでいるトイレットペーパーを分離することによりトイレットペーパーがチップ処理槽4内の微生物床41の表層面に堆積するのを防止するとともに、この分離されたトイレットペーパーを濡れた状態で微生物とともに滞留させることにより別途、適正な生分解処理するためのものである。
【0021】
本実施形態におけるペーパー分離・分解槽3は、図2に示すように、分離・分解収容部31と、分離濾過部32と、排水孔33と、ペーパー滞留部34とから構成されている。
【0022】
分離・分解収容部31は、有底筒状に形成されており、内部に分離濾過部32と、上側に排水孔33と、底部にペーパー滞留部34とを有している。また、本実施形態における分離・分解収容部31は、円筒状の塩化ビニル製管で構成されており、上面が開口されている。また、二次曝気槽22の輸送ポンプ26に接続され、洗浄水が供給されるようになっている。
【0023】
分離濾過部32は、分離・分解収容部31内で洗浄水を濾過して、洗浄水に溶け込んでいるトイレットペーパーを分離するものである。本実施形態においては、ステンレス製の細め網により有底筒状に形成されており、分離・分解収容部31の内側に設置されている。
【0024】
排水孔33は、分離濾過部32によりトイレットペーパーが分離された後の洗浄水を分離・分解収容部31内からチップ処理槽4へと排出するためのものであり、分離・分解収容部31の上部側に形成されている。この排水孔33の形状、大きさ、数、およびこれらの組み合わせについては特に限定はないが、本実施形態の場合は、便器7の給水タンク71の容量を考慮し、1回の洗浄により分離・分解収容部31に供給される洗浄水が所定時間で排出可能なように形成されている。
【0025】
ペーパー滞留部34は、分離濾過部32で濾過されて内側に残留したトイレットペーパーを濡れた状態で保持して、トイレットペーパーを生分解処理するためのものである。本実施形態では、排水孔33の形成位置を上部側のみに限定することで、底部にトイレットペーパーが溜まるペーパー滞留部34を構成している。
【0026】
なお、本実施形態におけるペーパー分離・分解槽3は2つ一組の上記分離・分解収容部31,31から構成され、各分離・分解収容部31は排水孔33がチップ処理槽4内の微生物床41に埋まる深さまで埋設されている。
【0027】
チップ処理槽4は、微生物が生息する微生物床41を収容しており、この微生物床41にペーパー分離・分解槽3で濾過された洗浄水を供給して、洗浄水内の屎尿を生分解処理するためのものである。本実施形態におけるチップ処理槽4は、3つのチップ槽を縦3段に配置させた構造となっており、上から順に一次チップ槽42、二次チップ槽43および三次チップ槽44として構成されている。
【0028】
一次チップ槽42は、微生物を生息させる微生物床41となる木チップが敷き詰められており、底面は洗浄水が透過可能でかつ微生物床41を保持できる大きさの網目状に形成されている。本実施形態においては、この一次チップ槽42の微生物床41内にペーパー分離・分解槽3が埋設されている。
【0029】
二次チップ槽43は、一次チップ槽42の微生物床41により生分解処理された洗浄水を更に生分解処理するものであり、一次チップ槽42と同様に微生物床41が敷き詰められており、底面が網目状に形成されている。
【0030】
三次チップ槽44は、二次チップ槽43の微生物床41により生分解処理された洗浄水を更に生分解処理するところである。本実施形態においては、一次チップ槽42および二次チップ槽43により除去できなかった不純物やヘドロ等を浄化された水と分離するため、傾斜板45とゴミ取り槽46を備えている。
【0031】
傾斜板45は、二次チップ槽43の下に設けられる板であり、前記二次チップ槽43の底面の網目からしたたり落ちる洗浄水をゴミ取り槽内46に流し込むように傾斜して設置されている。この傾斜板45を流れる途中で不純物やヘドロ等を除去しうる。なお、傾斜板45を網目状のものに形成して、より不純物等が残留しやすいものとしてもよい。
【0032】
ゴミ取り槽46は、二次チップ槽43からの洗浄水を貯留し、不純物やヘドロ等を沈殿させ、その上澄みの綺麗な洗浄水だけを三次チップ槽44に供給するためのものである。前記ゴミ取り槽46には、所定の高さに上澄みを出水するための出水口47が設けられている。
【0033】
そして、三次チップ槽44には、ゴミ取り槽46内の出水口47から溢れ出した上澄みを更に生分解処理するための微生物床41が敷き詰められている。この三次チップ槽44の底面には排水口48が設けられており、浄化水槽5に連結されている。
【0034】
また、本実施形態におけるチップ処理槽4は各段ごとに水平方向に引き出だしてメンテナンスができるように構成されている。
【0035】
なお、本実施形態においてチップ処理槽4に用いられる微生物床41には、杉の木チップを用いているが、特に限定されるものではなく、各種木チップやおが屑等から適宜選択されるものである。
【0036】
浄化水槽5は、チップ処理槽4により浄化された後の水を洗浄水として溜めておくところであり、便器7の給水タンク71に洗浄水を供給するための給水ポンプ51を備えている。さらに、本実施形態における浄化水槽5は、曝気処理槽2と同じく空気供給パイプ24を備えており、ここにおいても生分解処理が可能になっている。
【0037】
活性炭脱色手段6は、微生物床41での生分解処理の際にチップにより染色された洗浄水を活性炭63により脱色するためのものである。本実施形態における活性炭脱色手段6は、浄化水槽5内の洗浄水を給水タンク71に供給する途中に設置されており、図3に示すように、上昇脱色管61と下降脱色管62とにより構成されている。
【0038】
上昇脱色管61および下降脱色管62は、いずれも縦長筒状に形成されており、内部に粒状の活性炭63が収容されている。また、前記上昇脱色管61の底部は、浄化水槽5の給水ポンプ51と接続されており、前記上昇脱色管61の天部と前記下降脱色管62の天部とが連通されている。そして、前記下降脱色管62の底部は給水タンク71に接続されている。これにより、浄化水槽5から供給された洗浄水は上昇脱色管61を下方から上方へ上昇し、その後、下降脱色管62の上方から下方へ下降し、脱色処理を終えて給水タンク71に供給されるようになっている。
【0039】
なお、本実施形態において、一対の上昇脱色管61および下降脱色管62を用いているが、この数に限定されるものではなく、さらに増やしても構わない。また、上昇脱色管61や下降脱色管62の粒状の活性炭63は交換可能に構成されている。
【0040】
次に、本実施形態の循環式バイオトイレ1における各構成の作用について説明する。
【0041】
浄化水および微生物床41には、予めバチルス菌等の屎尿を生分解処理する微生物を生息させている。
【0042】
便器7使用後の屎尿は給水タンク71から洗浄水を排水することによって洗い流される。この洗浄水は、一次曝気槽21に入って貯留され、洗浄水内の微生物により屎尿が生分解処理される。
【0043】
このとき一次曝気槽21内の撹拌ポンプ25が、洗浄水を撹拌して屎尿中の固形物やトイレットペーパー等を細分化し、微生物との接触機会を増加させることにより生分解処理を促進させる。また、空気供給パイプ24は、エアレーションポンプ8から供給された空気を洗浄水内に噴出し、洗浄水中の微生物に酸素を与えることにより活性化させて生分解処理を促進させる。
【0044】
一次曝気槽21内の洗浄水は一定以上の水位になると、堰23を越えて二次曝気槽22へ流れ込む。二次曝気槽22では、一次曝気槽21から流れ込む洗浄水を貯留し、洗浄水内の微生物により更なる屎尿の生分解処理を行う。
【0045】
二次曝気槽22内の空気供給パイプ24は、一次曝気槽内21の空気供給パイプ24と同様に、エアレーションポンプ8から供給された空気を洗浄水内に噴出し、微生物を活性させて生分解処理を促進させる。また、輸送ポンプ26は、水位計27に連動して所定の水位以上に達したときに自動的に作動し、二次曝気槽22内の洗浄水をペーパー分離・分解槽3へと輸送する。なお、輸送ポンプ26により洗浄水が輸送された結果、二次曝気槽22内の水位が所定以下に減少したときには、輸送ポンプ26は水位計27に連動して自動的に停止する。
【0046】
ペーパー分離・分解槽3は、主としてトイレットペーパーの生分解処理を行う。具体的には、二次曝気槽22から分離・分解収容部31に洗浄水が輸送されると、分離濾過部32において濾過し、洗浄水と洗浄水内に溶け込んでいるトイレットペーパー等とを分離する。分離された洗浄水は、排水孔33を介してチップ処理槽4へ排出される。
【0047】
一方、分離濾過部32で分離されたトイレットペーパーは分離濾過部32内に滞留し、ペーパー滞留部34によって洗浄水の一部を貯留することにより、分離濾過部32内に滞留したトイレットペーパーを濡れた状態で保持する。
【0048】
また、本実施形態における排水孔33は、チップ処理槽4内の微生物床41に埋設される深さに形成されているため、微生物床41の微生物が出入りしやすい。これにより、トイレットペーパーは乾燥せずに、微生物が生息しやすい環境を保つ。よって、ペーパー分離・分解槽3は、ペーパー滞留部34内に常に微生物を生息させることに充分な時間をかけてトイレットペーパーの生分解処理を行うことになる。
【0049】
なお、連続して便器7が使用されたことなどにより、排水孔33から排出される洗浄水より供給される洗浄水が多い場合には、洗浄水は上面から溢水させる。このようにしてペーパー分離・分解槽3における洗浄水の詰まりを回避する。
【0050】
ペーパー分離・分解槽3からチップ処理槽4に排出された洗浄水は、そのチップ処理槽4内で生分解処理される。つまり、一次チップ槽42の微生物床41において前記洗浄水を浸透させることにより屎尿の生分解処理を行い、下面の網目から二次チップ槽43に滴下される。二次チップ槽43でも同様に、微生物床41によって洗浄水が更に生分解処理されて三次チップ槽44に滴下される。
【0051】
そして、三次チップ槽44では、ペーパー分離・分解槽3や一次チップ槽42および二次チップ槽43において洗浄水から除去できなかった不純物やヘドロの除去を行う。具体的には、二次チップ槽43から滴下された洗浄水を傾斜板45を経由してゴミ取り槽46内に流し込む。ゴミ取り槽46は、この洗浄水を貯留し、不純物やヘドロ等を沈殿させて、その上澄みを出水口47から溢れさせて三次チップ槽44に貯留し、微生物床41により生分解処理して浄化水槽5へと供給する。
【0052】
また、本実施形態では、チップ処理槽4を縦3段に構成し、各槽42,43,44を引き出せる構造にしているため、各槽42,43,44ごとのチップの交換やゴミ取り槽46内の不純物の除去等のメンテナンスが容易にできる。なお、交換された微生物床41は堆肥として使用可能である。
【0053】
浄化水槽5は、チップ処理槽4により浄化された後の水を洗浄水として貯留する。この浄化水槽5では、洗浄水を曝気して念入りに生分解処理が行われている。そして、便器7が洗浄されると給水タンク71の水量に連動して給水ポンプ51が作動し、貯留されている洗浄水が活性炭脱色手段6を経由して便器7の給水タンク51へ供給される。
【0054】
活性炭脱色手段6は、微生物床41に浸透する際にチップにより黄色や茶色に着色されてしまった洗浄水を活性炭63により脱色する。まず、洗浄水は、浄化水槽5の給水ポンプ51によって上昇脱色管61の底部から天部に向けて上昇される。このとき、洗浄水の流れる力により上昇脱色管61内の活性炭63が不規則に撹拌されてこの活性炭63と洗浄水との接触面積が大きくなる。これにより活性炭63による洗浄水の脱色効果が向上する。続いて洗浄水は上昇脱色管61の天部から下降脱色管62の天部を介して下降脱色管62内に入り、この下降脱色管62内を下降しながら活性炭63との接触により更に脱色される。
【0055】
そして、活性炭脱色手段6により脱色された洗浄水は、便器7の給水タンク71に供給され、再び便器7の洗浄水として使用される。
【0056】
以上のような本実施形態の循環型バイオトイレ1によれば、以下の効果を得ることができる。
1.洗浄水に溶け込んだトイレットペーパーを分離・滞留させて、濡れた状態に保持しながら確実に生分解処理することができる。
2.微生物床に用いられるチップ等によって着色された洗浄水を効果的に脱色することができる。
【符号の説明】
【0057】
1 循環型バイオトイレ
2 曝気処理槽
3 ペーパー分離・分割槽
4 チップ処理槽
5 浄化水槽
6 活性炭脱色手段
7 便器
8 エアレーションポンプ
21 一次曝気槽
22 二次曝気槽
23 堰
24 空気供給パイプ
25 撹拌ポンプ
26 輸送ポンプ
27 水位計
31 分離・分割収容部
32 分離濾過部
33 排水孔
34 ペーパー滞留部
41 微生物床
42 一次チップ槽
43 二次チップ槽
44 三次チップ槽
45 傾斜板
46 ゴミ取り槽
47 出水口
48 排水口
51 給水ポンプ
61 上昇脱色管
62 下降脱色管
63 活性炭
71 給水タンク

【特許請求の範囲】
【請求項1】
屎尿を含む洗浄水を微生物により生分解処理しながら循環再利用する循環型バイオトイレであって、
便器を洗浄した後の前記洗浄水を貯留して曝気しつつ生分解処理を行う曝気処理槽と、
前記曝気処理槽で生分解処理した後の前記洗浄水を濾過して当該洗浄水に混在しているトイレットペーパーを分離し、このトイレットペーパーを濡れた状態で微生物とともに滞留させて当該トイレットペーパーを生分解処理するペーパー分離・分解槽と、
前記ペーパー分離・分解槽で濾過された前記洗浄水を前記微生物が生息するチップ等の微生物床に浸透させて生分解処理するチップ処理槽と
を有する循環型バイオトイレ。
【請求項2】
請求項1において、前記ペーパー分離・分解槽は、有底筒状に形成された分離・分解収容部と、この分離・分解収容部の内部に設けられており前記洗浄水を濾過して前記トイレットペーパーと分離する分離濾過部と、前記分離・分解収容部の上部側壁面に形成されており前記濾過後の洗浄水をチップ処理槽へ排出する排水孔と、前記分離・分解収容部の底部において前記分離後のトイレットペーパーを滞留させるペーパー滞留部とを有する循環型バイオトイレ。
【請求項3】
請求項1または請求項2において、前記ペーパー分離・分解槽は、前記チップ処理槽内の前記微生物床に前記排水孔が埋まる深さに埋設されている循環型バイオトイレ。
【請求項4】
請求項1から請求項3のいずれかにおいて、前記チップ処理槽で処理した後の前記洗浄水を活性炭により脱色する活性炭脱色手段であって、この活性炭脱色手段は、前記活性炭が収容されているとともに前記洗浄水を下から上へと上昇させつつ脱色する縦長筒状の上昇脱色管と、前記活性炭が収容されているとともに前記洗浄水を上から下へと下降させつつ脱色する縦長筒状の下降脱色管とを有する循環型バイオトイレ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2011−52426(P2011−52426A)
【公開日】平成23年3月17日(2011.3.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−201570(P2009−201570)
【出願日】平成21年9月1日(2009.9.1)
【出願人】(591182972)株式会社共成レンテム (6)
【Fターム(参考)】