循環装置およびこれを用いた循環浄化槽、並びに汚水浄化装置
【課題】簡易な装置としながらも効率良く汚物を分解し、きれいな循環水を得ることができる汚水浄化技術を提供する。
【解決手段】汚水が内部に通過可能なスリットを有する筐体部１と、該筐体部１に空気を送気するための空気導入部２と、筐体部１に入り込んだ汚水に空気を混合して気泡を含有させるための空気混合部と、気泡が含まれた汚水を筐体部１外へ放出するための放出部４と、筐体部１に設けられ汚水に含まれる未分解有機物を吸着するための吸着部５と、を備え、放出部４より筐体部１の外部に放出した汚水を筐体部１に帰還させて、閉鎖状態にある汚水を浄化することを特徴とする循環装置１１。水槽１０等の閉鎖状態にある汚水の溶存酸素濃度を高く維持しながら、汚水の温度を若干高めて汚水を循環させて、汚水中の未分解有機物を吸着部５により吸着させることができる。
【解決手段】汚水が内部に通過可能なスリットを有する筐体部１と、該筐体部１に空気を送気するための空気導入部２と、筐体部１に入り込んだ汚水に空気を混合して気泡を含有させるための空気混合部と、気泡が含まれた汚水を筐体部１外へ放出するための放出部４と、筐体部１に設けられ汚水に含まれる未分解有機物を吸着するための吸着部５と、を備え、放出部４より筐体部１の外部に放出した汚水を筐体部１に帰還させて、閉鎖状態にある汚水を浄化することを特徴とする循環装置１１。水槽１０等の閉鎖状態にある汚水の溶存酸素濃度を高く維持しながら、汚水の温度を若干高めて汚水を循環させて、汚水中の未分解有機物を吸着部５により吸着させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トイレ等の汚水を清浄化し、洗浄用として再利用する技術に関し、より詳しくは、閉鎖状態にある汚水を循環させて清浄化する循環装置およびこれを用いた循環浄化槽、並びに汚水浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、節水を目的として、微生物で処理を行う汚泥分解法による循環式トイレ（汚水浄化装置）が使用されている。この循環式トイレにより清浄化された水はトイレで洗浄水として再利用されるため、家庭内において節水できるばかりでなく、公園やレジャー施設等の屋外での仮設トイレとしても使用されている。循環式トイレの装置としては、曝気槽を利用するものがあり、この曝気槽を使用すれば微生物に汚物を分解させることができるため、浄化する初期段階で利用されている（例えば、特許文献１〜３参照。）。
【０００３】
特許文献１記載の水洗式トイレの水循環装置は、汚物を曝気槽で処理後、この曝気槽より送水された排水を溜めて清水と汚泥とに分離する分離槽を備え、この汚泥を下水道に排出させるものである。
特許文献２記載の循環式水洗汚水浄化装置は、水洗汚水を曝気処理する第１曝気槽と、この第１曝気槽でオーバーフローした処理水を曝気処理する第２曝気槽と、この処理水の不純物を除去する濾過槽と、さらにこの処理水を漂白するための脱色槽と、を備えている。
特許文献３記載の簡易水洗トイレは、複数の浄化槽に順に汚水を送って浄化させ、浄化槽には発酵微生物が投入されるとともに、木炭が挿入されたものであり、簡易な構造の装置としている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３３９４２９号公報
【特許文献２】特開２００２−１０２８７４号公報
【特許文献３】特開２００３−１８４１５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１記載の水循環装置は、曝気槽の処理能力が低く、汚泥を下水道に排出しなければならず、汚泥を完全処理できるものではない。このため、下水道に排出するパイプ、エアリフトポンプなどを具備しなければならず、簡易施設等に設けることは困難である。
特許文献２記載の循環式水洗汚水浄化装置は、脱色槽にはオゾン発生器が設けられており、装置が複雑となり、コストも高くなる。
【０００６】
また、特許文献１〜３においては、曝気槽から最終装置までの間、各装置を一貫して通過させるのみの処理であるため、汚水は完全に清浄化されていないと推察される。特に、トイレの使用頻度が高まった場合、各装置の処理能力を超えてしまうと、曝気槽以降の装置への負荷が大きくなり、汚水は浄化されないで色がついたままであったり、臭いを除去しきれなかったりして、汚物を素早く処理できず、快適なトイレとしての機能を維持できない等の問題も発生する。
さらに、不使用時においては、水の流れが装置内で止まってしまうため、特に冬場において凍結するという問題がある。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、簡易な装置としながらも効率良く汚物を分解し、きれいな循環水を得ることができる汚水浄化技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の循環装置は、汚水が内部に通過可能なスリットを有する筐体部と、該筐体部に空気を送気するための空気導入部と、筐体部に入り込んだ汚水に空気を混合して気泡を含有させるための空気混合部と、気泡が含まれた汚水を筐体部外へ放出するための放出部と、筐体部に設けられ汚水に含まれる未分解有機物を吸着するための吸着部と、を備え、放出部より筐体部の外部に放出した汚水を筐体部に帰還させて、閉鎖状態にある汚水を浄化することを特徴とする。
【０００９】
このような構成とすれば、水槽等の閉鎖状態にある汚水の溶存酸素濃度を高く維持しながら、汚水の温度を若干高めて汚水を循環させることができる。これにより、汚水に含まれる微生物の活動を活性化させて、未分解有機物を微生物に分解させながら循環するたびに汚水中の未分解有機物を吸着部により吸着させて汚水を浄化することができる。すなわち、水槽などの閉鎖状態において、微生物による浄化機能と、循環による浄化機能とを併せ持った浄化が可能となる。また、常に汚水が循環して動いた状態となるため、汚水の温度が高まることから、余剰水分が蒸発したり、冬場においても汚水の温度が上昇して汚水の凍結を防止したりすることができる。
【００１０】
ここで、空気混合部は、空気導入部と放出部とを汚水が混入可能に隙間を設けて連結して形成することができる。空気導入部と放出部とは連結されているため、空気導入部からエアーブロー等により送気されると、空気導入部と放出部との連結部分を通過して放出部へと移動する。このとき、連結部分には隙間を設けているため、この隙間が負圧となり、汚水が隙間に吸入されることとなる。これにより、汚水と空気とが混合され、この混合される位置が空気混合部として機能する。このように空気が混合された汚水を放出部から筐体外部へと放出することができる。
【００１１】
以上のように、空気導入部に空気を送気すれば、負圧が発生して汚水を空気混合部へと吸引するため、この吸引力が、閉鎖状態である水槽内を循環させる原動力となって、放出部より放出した汚水を循環装置の吸着部に帰還させることができ、何度も繰り返し循環させて汚水を浄化することが可能となる。
【００１２】
また、吸着部は、筐体部を被覆した層状体であり、該層状体は、汚水が通過するときに未分解有機物を吸着するための活性炭を含む粒状多孔質材の層である吸着層と、該吸着層の下に設けられ該吸着層を支持するとともに該吸着層を通過した汚水を通すための隙間を有する透水層と、を積層した構造とすることができる。このような構成とすれば、吸着層を濾過層として機能させることができ、汚水を何度も通過させて濾過すれば、汚水中の未分解有機物を次第に減少させることができる。また吸着層により濾過された汚水は透水層を通過し、スリットから筐体部内に入り込むこととなる。筐体部内に入り込んだ汚水は、前述のように空気混合部を通過して放出部より放出される。
【００１３】
ここで、透水層は、吸着層の下に設けられ該吸着層を支持し粒状多孔質材の層である第１透水層と、該第１透水層の下に設けられ該第１透水層を支持し粒状多孔質材の層である第２透水層と、を積層したものであり、吸着層の粒状多孔質材の粒径に対し第１透水層の粒状多孔質材の粒径が２倍以上５倍以下であり、第１透水層の粒状多孔質材の粒径に対し第２透水層の粒状多孔質材の粒径が２倍以上５倍以下とすることが望ましい。
【００１４】
吸着層の粒径に対し第１透水層の粒径を２倍以上５倍以下とすれば、吸着層を第１透水層に支持させることができる。ここで支持とは、第１透水層の上面に渡り吸着層が載置された状態となっており、吸着層の粒状多孔質材が第１透水層の粒状多孔質材に混合されていない状態をいう。前記比率を２倍未満とすると、吸着層を通過した汚水の第１透水層を通過する抵抗が増して通過速度が遅くなり、汚水を水槽内で循環させるのに支障をきたすこととなる。前記比率が５倍を超えると、吸着層の粒子が第１透水層の粒子の隙間に入り込んで混合されてしまい、吸着層が分散されてその機能が劣るとともに、この吸着層がさらに第２透水層へ（下方へ）と拡散してしまうこととなり、吸着層を形成できなくなる。
【００１５】
同様に、第１透水層の粒状多孔質材の粒径に対し第２透水層の粒状多孔質材の粒径が２倍以上５倍以下とするとすれば、第１透水層を第２透水層に支持させることができる。ここで支持とは、第２透水層の上面に渡り第１透水層が載置された状態となっており、第１透水層の粒状多孔質材が第２透水層の粒状多孔質材にほとんど混合されていない状態をいう。
また、吸着層と第１透水層と第２透水層は、上方から粒径の小さい順に積層されており、下層に移動するにつれ、隙間が大きくなる構造となっている。このように順次隙間が大きくなるように層を形成して前記層状体とすれば、各層を通過した汚水を、層に滞留させることなく下方へ移動させて、抵抗なく循環装置の筐体部内に帰還させることができる。
【００１６】
第１透水層の粒径に対し第２透水層の粒径の比率を２倍未満とすると、第２透水層の隙間を十分に確保できなくなり、第１透水層を通過した汚水が第２透水層に滞留しやすくなり、汚水を筐体部内に帰還させるのに支障をきたす可能性がある。前記比率が５倍を超えると、第１透水層の粒子が第２透水層の粒子の隙間に入り込んで混合されてしまい、吸着層の粒状多孔質材が筐体内に入り込む危険性がある。
【００１７】
また本発明の循環浄化槽は、前述の循環装置を槽内に備えたものであるが、さらにこの循環浄化槽を汚水浄化装置に利用すれば、循環浄化槽で十分に浄化するなどしてから後の処理工程で浄化するようにすれば、他の処理装置の負担を軽減することができる。
【００１８】
より詳しくは、本発明の汚水浄化装置は、曝気しながら汚物または汚泥を分解して汚水を浄化するための曝気槽と、該曝気槽で処理された汚水を浄化する濾過槽とを備え、該濾過槽で処理された汚水を循環させて洗浄水として再利用が可能な汚水浄化装置であって、濾過槽の前に前記循環浄化槽を備えたことを特徴とする。
ここで、循環浄化槽に備わる循環装置は、槽内の閉鎖状態にある汚水を循環させて浄化する装置となるようにその構成を大きく逸脱しない範囲で変更することができる。すなわち、濾過槽の前に、槽内の閉鎖状態にある汚水を循環させて浄化するための循環装置を有する循環浄化槽を備えることもできる。
【００１９】
循環浄化槽を濾過槽の前に設けたことにより、予め循環浄化槽において汚水をある程度浄化した後に、濾過槽で処理する工程に移行させることとなる。これにより、濾過槽の処理負担を軽減することができ、確実に汚水中の未分解有機物を濾過して汚水を浄化することができる。また、濾過槽の処理負担が軽減されることから、濾過槽を長い期間に渡って使用することができ、持続性の高い汚水処理装置とすることができる。また、使用頻度が多い場合には、曝気槽で処理しきれない未分解有機物等が後工程で処理されることとなるが、このような未分解有機物等も濾過槽に移行する前段階として処理することが可能となる。ここで、濾過槽の「前」とは濾過する工程の前段階であることを意味し、濾過槽の「後」とは濾過する工程の後段階であることを意味する。
【００２０】
ここで、濾過槽を複数とし、少なくとも一つの濾過槽の前に循環浄化槽を備えることが望ましい。濾過槽を複数とした場合でも、最低一つの循環浄化槽を設けることが望ましく、全ての濾過槽の前に循環浄化槽を設けることがより望ましい。濾過槽毎に循環装置を設ければ、さらに汚水の浄化を促進することができる。
【００２１】
さらに、曝気槽の内部においても循環装置を設ければ、曝気槽内での未分解有機物の処理能力をさらに高めることができ、処理負荷が大きくなっても汚物や汚泥を分解することができる。
【００２２】
また、濾過槽の後には、汚水を浄化して得た水を貯水するための貯水槽が設けられ、該貯水槽の内部にも循環装置を設けても良い。濾過工程後の貯水槽においても循環装置を設ければ、浄化後の水に混在している未分解有機物を除去することができるとともに、冬場においてさらに凍結しにくい状況とすることができる。
【００２３】
本発明の汚水浄化装置は、濾過槽の内部には互いに間隔をおいて複数の仕切板が垂直状態に配置されて設けられ、前記複数の仕切板にはそれぞれ通水可能な通水部が形成されており、該通水部の形成位置が、隣り合う仕切板どうしで濾過槽内上下方向にみて互いに上下逆となる位置関係にあり、各仕切板間には汚水を浄化するための吸着材が設けられたことを特徴とする。
【００２４】
隣り合う仕切板どうしで濾過槽内上下方向にみて互いに上下逆となる位置関係としたことにより、複数の仕切板の間を水流の方向を上下方向に順次変化させながら移動させることができる。これにより、汚水の移動距離が増加することとなり、比較的設置面積が小さい濾過槽であっても効率良く汚水中の未分解有機物を吸着して浄化することができる。
【００２５】
ここで、濾過槽内上下方向にみて上方にある各通水部は、高さ位置が段階的に低くなるように前記仕切板の上端から下方に形成された切り欠きとすれば、汚水は仕切板の低い方へと流れやすくなって、隣の仕切板側へと移行させやすくなる。また、通水部を切り欠きとしたことにより、汚水が一度に流出することを防止することができる。さらに、濾過槽内の汚水を絶えず移動させて濾過させる移動手段を備えたことにより、濾過槽内において汚水を絶えずゆっくり移動させて浄化することができる。また、各槽にも循環装置を設けて絶えず水が動いているため、この絶えざる水の流れにより冬場の凍結を防止することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の循環装置の最大の特徴は、汚水が内部に通過可能なスリットを有する筐体部と、該筐体部に空気を送気するための空気導入部と、筐体部に入り込んだ汚水に空気を混合して気泡を含有させるための空気混合部と、気泡が含まれた汚水を筐体部外へ放出するための放出部と、筐体部に設けられ汚水に含まれる未分解有機物を吸着するための吸着部と、を備え、放出部より筐体部の外部に放出した汚水を筐体部に帰還させて、閉鎖状態にある汚水を浄化することを特徴とする。このような構成とすれば、水槽などの閉鎖状態において、微生物による浄化機能と、循環による浄化機能とを併せ持った浄化が可能となる。
【００２７】
さらに、前記循環装置を設けた循環浄化槽を、循環式トイレ等の汚水浄化装置に利用し濾過槽の前に設ければ、循環浄化槽で十分に浄化してから後の濾過工程で浄化することとなり、濾過槽の処理負担を軽減することができる。また、本発明の汚水浄化装置は、汚水を装置の各槽を一巡させて浄化する上で、さらに各槽内において独自に循環させることとなるため、効率の良い浄化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の実施形態である循環装置を備えた循環浄化槽の概要を示す側面図、図２は本発明の実施形態である循環装置を示す図であり、（ａ）は図１におけるＡ−Ａ線での一部平面図、（ｂ）は同（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は同（ａ）におけるＣ−Ｃ線断面図であり、図３は図１における循環装置を詳細に示す断面図である。
【００２９】
図１〜図３に示すように、本発明の実施形態である循環浄化槽２０は、汚水を貯水可能な水槽１０と、この水槽１０に設けられこの水槽１０内で汚水を循環させながら浄化する循環装置１１とを有している。循環装置１１は、汚水が内部に通過可能なスリット１ａを有する筐体部１と、この筐体部１の内部に循環浄化槽２０の外部から空気を送気するための空気導入部２と、筐体部１に入り込んだ汚水に空気を混合して気泡を含有させるための空気混合部３と、気泡が含まれた汚水を筐体部１外へ放出するための放出部４と、筐体部１に設けられ汚水に含まれる未分解有機物を吸着するための吸着部５と、を備えている。吸着部５は、筐体部１を被覆して後述するように層状に設けられた層状体であり、筐体部１の内部は空洞となっている。
【００３０】
空気混合部３は、放出部４の先端部の径をわずかに太く形成した部分、すなわち、空気導入部２の先端であるＬ字状のエルボ２ａと放出部４の先端とを、汚水が混入可能に隙間Ｓを設けて連結した部分である。空気導入部２とエルボ２ａと放出部４とは連結されて繋がっているため、空気導入部２からポンプ等により空気が送気されると（矢印Ｄ）、空気は、エルボ２ａを通過して放出部４へと移動する（矢印Ｅ）。このとき、放出部４の先端（空気混合部３）とエルボ２ａとの間には隙間Ｓが設けられているため、この隙間Ｓが負圧となり、汚水が隙間Ｓに吸入されることとなる（矢印Ｆ）。これにより、汚水と空気とが空気混合部３において混合される。このように循環装置１１は、空気が混合されて気泡を含んだ汚水を放出部４へ移動させ（矢印Ｇ）、筐体部１外へと放出することができる。
【００３１】
以上のように、空気導入部２に空気を送気すれば、負圧が発生して汚水を空気混合部３へと吸引するため、この吸引力が、閉鎖状態である水槽１０内を循環させる原動力となって、放出部４より放出した汚水を、後述するように循環装置１１の吸着部５に帰還させることができる（図３における矢印Ｉ）。このように、空気導入部２へ送気し続ければ、汚水は水槽１０内で循環させることができ、汚水は、後述するように、吸着部５により汚水中の有機物を吸着して浄化される。
【００３２】
また、放出部４は、適宜、エルボ４ａ，４ｂを連結させており、循環浄化槽２０の内部の上部から、下部へ向けて汚水を放出する（図１中の矢印Ｈ）。さらに、放出部４の先端であるエルボ４ａには、内部に繊維質状のフィルタを有するトラップ６が設けられている。このフィルタの繊維に引っかかるような有機物を付着させてトラップ６の先端部である放水口６ａから汚水を放出する（矢印Ｉ）。このため、汚水は、このトラップ６においても浄化されることとなる。
【００３３】
以上にように、循環浄化槽２０内において、汚水は、矢印Ｆ，矢印Ｇ，矢印Ｈ，矢印Ｉ，矢印Ｊ，矢印Ｆという流れで循環する。このように、放出部４より筐体部１の外部に放出された汚水を再度筐体部１に帰還させて、閉鎖状態にある循環浄化槽２０内の汚水を何度も繰り返して浄化することができる。また、空気は、矢印Ｄ，矢印Ｅ（汚水と混合），矢印Ｇ，矢印Ｈという流れとなり、一部は矢印Ｉの流れとなる。なお、トラップ６の形態はこれに限定されるものではなく、使用状況に応じて設置を省いたり、改良したりすることもできる。
【００３４】
次に、循環装置１１の寸法や材質について説明する。なお各寸法は一例を示すものであり、施工条件によって設計変更可能であり、限定されるものではない。循環浄化槽２０の水槽１０は、横６００ｍｍ×奥行き４５０ｍｍ×高さ４５０ｍｍであり、筐体部１は約２４０ｍｍ×約３４０ｍｍ×約２０〜５０ｍｍである。また、筐体部１に設けられたスリット１ａは幅約３ｍｍ、長さ８０ｍｍであり、隣どうしのスリット１ａの間隔を約３０ｍｍとしている。また、筐体部１の材質は、プラスチック製であるが、金属製等でも良い。空気導入部２、放出部４、エルボ２ａ，４ａ，４ｂは、塩化ビニル樹脂製であり、空気導入部２以外の連結部分は、空気が漏れないように連結されている。また、隙間Ｓは、４ｍｍ程度の幅とすることで、好適に汚水を空気混合部３に吸入することができる。なお、空気導入部２や放出部４は、エルボ２ａ，４ａ，４ｂにより連結したものであるが、適宜設計変更できるものであり、使用状況に合わせて更に外のエルボを組み込んだり、エルボを使用せず設計したりしても良い。
【００３５】
ここで、吸着部５について詳細に説明する。吸着部５は、筐体部１を被覆した層状に形成された層状体であり、上から、吸着層５ａと、第１透水層５ｂ（図３中の黒丸）と、第２透水層５ｃ（図３中の白抜き）と、を積層したものである。より詳しくは、吸着層５ａは汚水が通過するときに未分解有機物を吸着するための活性炭を含む粒状多孔質材の層であり、吸着層５ａは濾過層として機能する。この吸着層５ａの下には、この吸着層５ａを支持し粒状多孔質材の層である第１透水層５ｂが設けられている。さらに第１透水層５ｂの下には、の第１透水層５ｂを支持し粒状多孔質材の層である第２透水層５ｃが設けられている。
【００３６】
また、各層における粒径としては、吸着層５ａの粒状多孔質材の粒径に対し、第１透水層５ｂの粒状多孔質材の粒径を２倍以上５倍以下とすることが望ましく、本実施形態においては、吸着層５ａの粒状多孔質材の粒径を約１ｍｍ、この層の厚みを約１０ｍｍとし、第１透水層５ｂの粒状多孔質材の粒径を約３ｍｍ、この層の厚みを約２０ｍｍとしている。吸着層５ａの粒径としては、目詰まりを起こさない程度の細かいものが良く、また活性炭を含んでいるため、吸着力が高い。また、上記の粒径とすることで、第１透水層５ｂの上面に渡り吸着層５ａが載置された状態とすることができ、第１透水層５ｂの隙間の中に吸着層５ａの粒状多孔質材が入り込むことがほとんど無い。さらに、粒径が小さいことによる汚水の吸着層５ａへの進入が一旦遅くなっても、吸着層５ａの厚みが約１０ｍｍと小さいため、空気混合部３の負圧により汚水は十分に通過できる。粒状多孔質材としては、木質，ゴム質，やしガラ等の炭化物である活性炭や、軽石、素焼き、セラミック等が使用されている。
【００３７】
上記の粒径比と同様に、第１透水層５ｂの粒状多孔質材の粒径に対し、第２透水層５ｃの粒状多孔質材の粒径が２倍以上５倍以下とすることが望ましく、本実施形態においては、第１透水層５ｂの粒状多孔質材の粒径を前述のように約３ｍｍ、厚みを約２０ｍｍとし、第２透水層５ｃの粒状多孔質材の粒径を約１０ｍｍ、厚みを筐体部１を覆う程度の山状としている。このような粒径とすることで、第１透水層５ｂの上面に渡り吸着層５ａが載置された状態とすることができ、第２透水層５ｃの隙間の中に第１透水層５ｂの粒状多孔質材が入り込むことがほとんど無く、第２透水層５ｃの上面に渡り第１透水層５ｂが載置された状態とすることができる。
【００３８】
従って、吸着層５ａに帰還した汚水は、吸着層５ａを通過する際に汚水中の有機物が吸着されてきれいになり、さらにこの汚水は、第１透水層５ｂを通過して、第２透水層５ｃを通過する。第１透水層５ｂ、第２透水層５ｃと通過するに連れ、粒径が大きくなることにより汚水が通過する隙間も大きいため汚水は抵抗なく流れる。このように、第１透水層５ｂおよび第２透水層５ｃは、汚水を下方へ通過させるための透水層として機能し、各層に滞留することなく下方へ移動させことができ、第２透水層５ｃを通過した汚水は、スリット１ａから筐体部１内に入り込み（矢印Ｉ）、筐体部１内を満たして再び吸引され（矢印Ｆ）、水槽１０内を循環することとなる（矢印Ｇ）。
【００３９】
以上のように、空気導入部２へ送気し続ければ、汚水は水槽１０内で何度も繰り返し循環させることができ、水槽１０内の汚水は徐々に浄化される。また、汚水中には気泡が含まれるため、汚水中の溶存酸素濃度を高めるなどして微生物の活動を活性化させて、未分解有機物を微生物に分解させながら、さらに汚水を循環させながら浄化することができる。すなわち、閉鎖状態にある水槽１０において、微生物による浄化機能と循環による浄化機能とを併せ持った浄化が可能となる。また、以上のような吸着部５を有する循環装置１１とすれば、簡素な構造でありながら効率良く汚水を浄化することができる。
【００４０】
なお、吸着部５は、以上のように３層が積層されたものであるが、さらに層を多く設けても良く、また、透水層（第１透水層５ｂ、第２透水層５ｃ）中にさらに吸着層を設ける等、汚水の目詰まりが起こらない程度で適宜設計変更できる。また、筐体部１に設けられたスリット１ａは幅約３ｍｍ、長さ８０ｍｍとしているが、第２透水層５ｃが混入せずに汚水が抵抗無く入り込むものであれば、適宜大きさを調整しても良い。
【００４１】
また、循環装置１１の上面と側面を網（金網等）で囲い、下面を樹脂板で汚水が入り込まないように下方から蓋をして板状または直方体状に形成することもできる。ここで、網目の大きさとしては、吸着層５ａの粒子以下とし、この粒子が網目を通過しない程度のものが望ましい。このように、循環装置１１を金網と樹脂板とで囲っておけば、各槽の底面に載置するだけで循環装置１１を施工できるので、施工作業を容易とすることができる。また、金網や樹脂板で囲った循環装置１１は、槽の底部以外にも、例えば槽の空間部に吊り下げるなどして位置させても良く、さらに状況によっては槽の底部および空間部の両方に設けることもでき、様々な汚水を有する槽で適用可能なものである。なお、金網や樹脂板で囲った形状は、板状や直方体状で限定されるものではなく、槽の形状に応じて、設計変更できる。また、樹脂板の材質は樹脂に限定されるものではなく、ステンレスやＦＲＰ等の耐久性のある素材を使用しても良い。
【００４２】
次に、図４を用いて本発明の実施形態である汚水浄化装置について説明する。図４は、本発明の実施形態である循環浄化槽を用いた汚水浄化装置を示す概略図である。
図４に示すように、本発明の実施形態である汚水浄化装置２００は、便器３１と、便器３１から排出される汚水および汚物を貯留する汚物貯留槽３２と、曝気しながら汚物または汚泥を分解して汚水を浄化するための曝気槽４０と、この曝気槽４０で処理された汚水を浄化する濾過槽８０，１００と、濾過槽８０，１００で濾過された水を貯水する貯水槽１２０とを備えている。各濾過槽８０，１００の前には、前述の循環浄化槽２０が設けられている。
【００４３】
以上のように、循環浄化槽２０を濾過槽８０，１００の前に設けたことにより、予め循環浄化槽において汚水をある程度浄化した後に、濾過槽で処理する工程に移行させることとなる。これにより、濾過槽８０，１００の処理負担を軽減することができ、確実に汚水中の未分解有機物を濾過して汚水を浄化することができる。
【００４４】
ここで、汚物および汚水の全体の流れについて説明する。使用者が、トイレで用を足すと、洗浄時にロータンク３４から便器３１へと洗浄水が流れ込み、排泄物を汚物貯留槽３２へと送り込み貯留される。その後、水中ポンプ３２ａによりポンプアップされて曝気槽に投入され、曝気槽４０により汚物が分解される。その後、未分解処理槽６０で残存する未分解の汚物等を除去後、前述の循環浄化槽２０により循環しながら前もって浄化し、まだ濁っている汚水を濾過槽８０，１００によりさらに浄化し、透明できれいになった水が貯水槽１２０に貯水される。この貯水された水は、ホームポンプ３３により回収されて、便器３１のロータンク３４に洗浄水として貯水される。このように、汚水浄化装置２００により、汚水を完全に循環させて再利用が可能となる。また、必要に応じて、エアーブロー３６により、各槽内に空気が供給されている。
【００４５】
次に、図５〜図９を用いて各槽について詳細に説明する。図５は曝気槽４０を示す斜視図である。曝気槽４０は、３つの部屋に仕切られ、汚物接触材装置槽４３と、沈殿槽４５と、汚水処理槽５１とを備えており、汚物接触材装置槽４３と沈殿槽４５とは、仕切網４４により仕切られている。また、これらの槽と汚水処理槽５１とは、水を通さない仕切板４８により仕切られている。汚物と汚水は、前述の汚物貯留槽３２からポンプアップされると、汚水流入口４２から汚物接触材装置槽４３に流入される。仕切網４４は網目の大きさが１〜３ｍｍの金網であり、汚物接触材装置槽４３の汚物と汚水は、仕切網４４により分離されて粒子の小さい汚物を含む汚水は仕切網４４の網目から沈殿槽４５へと移行する。また、約１〜３ｍｍ以上の汚物は、汚物接触材装置槽４３に滞留するが、曝気用エアパイプ４６により送気される空気により曝気されて、仕切網４４を通過可能な大きさになるまで物理的分解および微生物分解を受ける。以上のように、汚水は直ちに網目を通過して沈殿槽４５へと移行するが、汚物は微生物分解後に沈殿槽４５へと移行する。
【００４６】
沈殿槽４５に移行した汚水および小さな汚物は、曝気用エアパイプ４７により送気される空気により曝気されて、微生物分解を受け、汚物は更に細かくなるか、分解される。ここで曝気処理を受けた微細な汚物と汚水は、仕切板４８の中位置以上の高さ位置に設けられた汚水流入口５０を通過して、汚水処理槽５１へと移行する。このとき、分解が進みにくい紙等の汚物は、沈殿槽４５の下方へ沈んで沈殿し、汚物を含まない宙水としての汚水が汚水処理槽５１へと移行する。なお、沈殿した汚物は、汚物抜き取りドレンＤＲから曝気槽４０の外部へと排出することができる。しかし、大抵の汚物は曝気槽４０で分解されて小さな有機物となる。
【００４７】
汚水処理槽５１へと移行した汚水は、さらに曝気用エアパイプ５３により送気された空気が下方から曝気されて残存する有機物の分解がなされる。また、このとき、使用状況によっては汚水中に汚物が残る場合があるが、次の未分解処理槽６０に移行する前に、汚水処理槽５１の上方に設けられた汚物遮断装置５２により遮断される。そしてこれを通過した汚水が汚物遮断装置５２の流出口５５を通過して未分解処理槽６０に移行する。この汚物遮断装置５２の流出口５５が無い片面側（図５における奥側）には、開放された状態で金網５２ａが設けられている。この金網５２ａの網目の大きさは約１ｍｍであり、これにより汚物が遮断されて汚物遮断装置５２内に汚水が進入する。この金網５２ａを通過した汚水は更にカセット式に抜き取りができるように、繊維質状のフィルタを備えたカセット５２ｂが汚物遮断装置５２内の中心位置に設けられている。この金網５２ａの下方には目詰まり防止用の曝気用エアパイプ５４が装備されている。金網５２ａの目より小さい汚物と汚水が、流出口５５から流出される。
【００４８】
汚水処理槽５１に移行したものの、分解されずに下方に沈殿した汚物は、汚物抜き取りドレンＤＲから曝気槽４０の外部へと排出することができるようになっている。ここで、沈殿槽４５と汚水処理槽５１の下部には、傾斜板４９が設けられている。この傾斜板４９は、汚物抜き取りドレンＤＲ付近で高さ位置が最も低くなるように形成されており、沈殿した汚物は傾斜板４９上を転がるか滑るかして、汚物抜き取りドレンＤＲ付近に集積しやすくなっている。
【００４９】
ここで、曝気槽４０の汚水処理槽５１の内部において、前述した循環装置１１を設けることができる。曝気槽４０内での汚物等の未分解有機物の処理能力をさらに高めることができ、使用状況により処理負荷が大きくなっても汚物を素早く分解することができる。
なお、曝気槽４０は、前述したように３つの槽に仕切られているが、場合によっては２つでも良く、また、一列になるように並列してもよい。さらに、これらの槽は段階的に処理するために４つ以上とすることもでき、個数は限定されるものではない。また、汚物接触材装置槽４３や沈殿槽４５にも、状況に応じて循環装置１１を設けても良い。
【００５０】
次に、図６を用いて未分解処理槽６０について説明する。図６は未分解処理槽６０を示す斜視図である。流出口５５から流出された汚水は、汚水流出パイプ５６を通って未分解処理槽６０の上部に設けられた汚水受枠６１に投入される。未分解処理槽６０は、内部に多孔質の木材チップ、木質又はゴム質の炭化物、又は軽石、陶器の破砕物等、微生物が住みやすい環境となるように充填されて多孔質材充填槽６２となっており、この多孔質材充填槽６２の上に汚水受枠６１が載置されている。
【００５１】
汚水受枠６１は、側面が汚水が通過しない部材により形成され、上面と底面は無く上下に開放されている。これにより、汚水受枠６１に流入された汚水は、汚水受枠６１の側面により枠内に蓄積され、底面からゆっくりと多孔質材充填槽６２の表面を伝って内部に染み込むこととなる。また、未分解処理槽６０の側面は、空気が金網６３から多孔質材充填槽６２に通入しやすいように金網６３により形成されており、格子状の網目を有している。これにより、多孔質材充填槽６２の外部への流亡を防止するのとともに、多孔質材充填槽６２内の微生物の活性を保ち、曝気槽４０で分解されない有機物を分解することができる。
【００５２】
金網６３の下部であって未分解処理槽６０の底部は、一時的に大量に汚水が流入しても貯水できるように貯水タンクとして機能する汚水受皿６４が設けられており、この汚水受皿６４に形成された流出口６５から汚水は次工程である循環浄化槽２０に移送される。なお、金網６３であり汚水受皿６４の上端部には、多孔質材充填槽６２から染み出した汚水を受けて汚水受皿６４へ通水し下方へ垂れるのを防止する垂れ防止部材６６が形成されている。垂れ防止部材６６は、汚水受皿６４の上端部から上方へ開放するように汚水受皿６４の外周に渡って形成されている。
【００５３】
次に、図７を用いて循環浄化槽２０と濾過槽８０について説明する。図７（ａ）は本発明の実施形態である循環浄化槽２０と濾過槽８０とを示す斜視図であり、図７（ｂ）は本発明の実施形態である濾過槽８０を示す平面図である。なお、図７における循環浄化槽２０は図１に示す循環浄化槽２０と同一であり、同一の符号を付してあるため、説明を省略する。
循環浄化槽２０に流入した汚水は、汚物等の粒子がほとんど無くなっているが、まだ色がついた状態である。循環浄化槽２０は、この後工程であり本格的に浄化されることとなる濾過槽８０の前処理を行う槽であり、循環浄化槽２０と濾過槽８０とは隣接している。図１〜図３で説明したように循環浄化槽２０においては、汚水が循環浄化されるが、その途中の一部が循環浄化槽２０の下部に設けられた流出口８１を通って、循環浄化槽２０に隣接する濾過槽８０へと移行する。
【００５４】
濾過槽８０の内部には互いに間隔をおいて８つ仕切板９２〜９９が垂直状態に配置されて、８つの小濾過槽８２〜８９が形成され、この小濾過槽８２〜８９は、箱状の濾過槽８０内を往復するように形成されている。仕切板９３，９５，９７，９９の高さは、濾過槽８０の外板と同じ高さである。仕切板９２，９４，９６，９８の高さは徐々に低くなるように形成されており、これらが仕切板９３，９７と並行となるように配置されている。
【００５５】
また、仕切板９２〜９９にはそれぞれ通水可能な通水部が形成されており、この通水部を通って汚水は各小濾過槽８２〜８９へ順次移行する。仕切板９３，９５，９７，９９の通水部は、これらの下端を汚水が通過可能に開放して形成してあり（図示せず）、後述する図９の通水部１０２と同一のものである。仕切板９２，９４，９６，９８の通水部は、これらの上端から下方に形成された切り欠き９２ａ，９４ａ，９６ａ，９８ａであり、これらの下端の高さ位置が濾過槽８０内を上下方向にみて段階的に低くなるように２つずつ形成されている。すなわち、切り欠き９２ａ，９４ａ，９６ａ，９８ａの長さは同一であるが、切り欠き９２ａ，９４ａ，９６ａ，９８ａの上端と下端の高さ位置が段階的に低くなっている。
【００５６】
以上の位置に各仕切板９２〜９９の通水部を形成したため、通水部の形成位置は、隣り合う仕切板どうしで濾過槽８０内上下方向にみて互いに上下逆となる位置関係とすることができる。さらに、各仕切板９２〜９９間には汚水を浄化するための吸着材（接触材）が設けられており、より詳しくは、小濾過槽８２，８４，８６，８８には繊維質状のフィルタ（図示せず）が設けられ、小濾過槽８３，８５，８７，８９には活性炭（図示せず）が設けられている。
【００５７】
従って、小濾過槽８２に流入した汚水は、小濾過槽８２においては下方から上方へ繊維質状のフィルタにより濾過されながら切り欠き９２ａを通って小濾過槽８３に移行する。小濾過槽８３においては、上方から下方へ活性炭により濾過されながら移行し、下端の通水部を通過して小濾過槽８４へ移行する。
同様に、小濾過槽８４，８６，８８においても、下方から上方へフィルタにより濾過されながらそれぞれ切り欠き９４ａ，９６ａ，９８ａを通過して隣の小濾過槽８５，８７，８９に移行する（図７（ａ）中の濾過槽８０内の矢印）。
また、小濾過槽８５，８７においては、上方から下方へ活性炭により濾過されながら移行し、下端の通水部を通過して小濾過槽８６，８８へ移行する。すなわち、汚水は、濾過槽８０内では、フィルタの槽と活性炭の槽で順次濾過される。
【００５８】
以上のように、８つの仕切板９２〜９９の間を水流の方向を上下方向に順次変化させながら移動させるため、汚水の移動距離が増加することとなり、比較的設置面積が小さい濾過槽８０であっても効率良く汚水中の未分解有機物を吸着して浄化することができる。また、切り欠き９２ａ，９４ａ，９６ａ，９８ａの高さ位置が段階的に低くなるように形成されているので低い方へ流れやすくなり、汚水を一度に流出することを防止し、少しずつゆっくりと静かに濾過槽８０内を移動させることができる。
【００５９】
ここで、図８に示すように、小濾過槽８９の底部に循環装置１１を設け、放出部４を小濾過槽８９から小濾過槽８２に跨るように設けて、放出部４の先端から小濾過槽８２へ汚水を放出して戻すようにすると良い。これにより、循環装置１１で発生する負圧が動力となって、小濾過槽８９内の汚水を小濾過槽８２内へ移行させて濾過槽８０内を再循環させることができ、この循環装置１１が濾過槽８０内の汚水を絶えず移動させて濾過させる移動手段として機能する。さらに、汚水には気泡が混合されるため、濾過槽８０においてさらに浄化させることができるとともに、汚水を濾過槽８０内で常時移動させることとなるため、冬場の凍結対策にもなる。なお、この移動手段は一例であり、濾過槽８０内で移動させて循環できるものであれば他の形態でも良い。また、放出部４の先端にトラップ６を設けることもできる。
【００６０】
なお、流出口９０の高さ位置は、切り欠き９８ａの高さ位置よりも低く形成されている。汚水の流量が多い場合には、汚水の一部は流出口９０から通過して次工程に移行し、残りの汚水は循環装置１１により小濾過槽８２へと戻される。一方、不使用時等の流量が少ない場合には、小濾過槽８９内の汚水の水位が流出口９０の高さ以下となると流出口９０から汚水が流出せず、循環装置１１により汚水は小濾過槽８２へと戻されるのみとなる。以上のように、汚水は循環装置１１によって濾過槽８０内を循環する。
【００６１】
また、前記移動手段の他の例として、小濾過槽８９内の活性炭を設けずに、循環装置１１の筐体部１を取り除いて、空気導入部２と、空気混合部３と、放出部４とにより構成してシンプルな構造とすることもできる。
【００６２】
また、本実施形態では、小濾過槽および仕切板をそれぞれ８つとしているが、個数に限定されることなく、適宜設計変更できるものである。また、濾過槽８０は箱状であるが、例えば、円状としても良く、形状は限定されるものではない。さらに、切り欠き９２ａ，９４ａ，９６ａ，９８ａは、各２つずつ設けているが、さらに多く設けても良く、箇所数は限定されるものではない。
【００６３】
なお、循環浄化槽２０を濾過槽８０の前に設けたことにより、予め循環浄化槽２０において汚水をある程度浄化した後に、濾過槽８０で処理する工程に移行させることとなるため、濾過槽８０の処理負担を軽減することができ、確実に汚水中の未分解有機物を濾過して汚水を浄化することができる。また、濾過槽８０の処理負担が軽減されることから、濾過槽８０を長い期間に渡って使用することができ、持続性の高い汚水浄化装置２００とすることができる。また、使用頻度が多い場合には、曝気槽４０で処理しきれない未分解有機物等が後工程で処理されることとなるが、このような未分解有機物等も濾過槽８０に移行する前段階として処理することが可能となる。
【００６４】
次工程について図９を用いて説明する。図９（ａ）は濾過槽１００と貯水槽１２０を示す斜視図であり、図９（ｂ）は（ａ）における手前の側壁を除いた側面図である。なお、濾過槽１００の前には循環浄化槽２０が設けられており、垂直状態に設けられた仕切板１０１により仕切られて、これらの槽が形成されている。なお、図９における循環浄化槽２０は図１に示す循環浄化槽２０と同一であり、同一の符号を付してあるため、説明を省略する。
【００６５】
流出口９０から流れ出た汚水は、再度、循環浄化槽２０の循環装置１１で浄化されるが、ここでの吸着部５は、仕切板１０１近傍で高くなるように傾斜して形成されている。なお、吸着部５は、筐体部１の付近に第１吸着層および第２吸着層が設けられているが（図３参照）、仕切板１０１付近においては吸着層５ａを多量に使用して傾斜状に吸着部５が形成されている。ここで、吸着部５の第１透水層５ｂと第２透水層５ｃの層厚は、図３における厚みと同等であるが、吸着層５ａのみが、仕切板１０１付近では厚みが大きく、図９において右側に行くにつれ、吸着層５ａの厚みが小さくなって、吸着部５が傾斜状に形成されている。この吸着部５により、再度循環させて、わずかに残存している有機物を吸着させることができ、次工程の処理負担を軽減することができる。
【００６６】
仕切板１０１の下端には、汚水が通過可能な通水部１０２が開放された状態で形成されている。従って、汚水の一部を吸着部５を通過させて仕切板１０１の下端の通水部１０２を通過させることができ（矢印Ｋ）、残りの汚水が循環浄化槽２０内で循環することとなる。この時点においては、汚水はかなりきれいに脱色されるが、使用状況により脱色されていない場合がある。また、吸着部５を傾斜状に形成してあるので、汚水は厚みの大きい吸着層５ａを通って、通水部１０２へ達することとなる。
【００６７】
次に、濾過槽１００について説明する。濾過槽１００は、仕切板１０１，１０３により仕切られ、これらの間に吸着材（接触材）としての繊維質状のフィルタ１０４が敷き詰められて形成されている。仕切板１０３の上端には、通水部としての複数ヶ所の切り欠きが上端から下方に向かって形成されている。従って、通水部１０２を通過した汚水は、フィルタ１０４で濾過されながら上方に移動することとなり（矢印Ｌ）、色を有する有機物を吸着させて濾過することができる。上方に移動した汚水は、切り欠き１０３ａを通過して、貯水槽１２０へと移動する。なお、フィルタ１０４の材質としては、繊維質状で有機物を吸着できるものであれば良い。
【００６８】
さらに、仕切板を複数設けて、濾過槽８０（図７）のように複数の小濾過槽を形成することも可能である。フィルタ１０４は、適度な隙間があるため負荷をかけずに汚水を移動させることができるとともに、わずかに含まれる有機物を吸着させて脱色することができる。このため、濾過槽１００は脱色槽として機能し、この濾過槽１００により、汚水は透明となって清水となる。ここで、濾過槽１００の幅は約５０ｍｍであるが、その他の寸法も含めて使用状況を考慮して適宜設計変更可能である。また、循環浄化槽２０を濾過槽１００の前に設けたことにより、前述したように、濾過槽８０の処理負担を軽減することができ、確実に汚水中の未分解有機物を濾過して汚水を浄化することができる。
【００６９】
貯水槽１２０へと移動した清水は、貯水槽１２０に貯水される。ここで、貯水槽１２０においても循環装置１１を設けている。循環装置１１により、万が一、有機物が混入していてもこれを濾過できるようになっており、最後の工程まで脱色性能を持たせて浄化することができ、安心して使用できる。さらに常時循環させておくことができるため、冬場の凍結を防止することができる。貯水槽１２０内の水は、ホームポンプ３３でポンプアップされてロータンクに輸送されて洗浄水として使用される（図４参照）。
【００７０】
ここで循環装置１１は、貯水槽１２０の底部に設けられ上方が開放した受皿１２１の内部に設けられている。受皿１２１の側面には周囲全体に水が移動可能なスリット（図示せず）が形成されている。このとき、ホームポンプ３３によりポンプアップされる水は、受皿１２１の外であり且つ貯水槽１２０の底付近の水である。また、受皿１２１を備えたことにより、循環装置１１の吸着層を受皿１２１内に留めておくことができるため（図９（ｂ）、ポンプアップされる水中に吸着部５の粒子が混入することを防止することができる。なお、受皿１２１が貯水槽１２０内での水の循環の支障になることはない。
また、受皿１２１の槽は必ずしも槽の底面に設置する必要はなく、貯水槽１２０の大きさにより任意の位置に設けても良い。この受皿１２１は、貯水槽１２０のみならず、浄化を必要とする全ての槽の循環装置１１に設けることもできる。
【００７１】
なお、本発明においては、濾過槽の個数は限定されるものではなく、使用頻度が少ない場合には一つとしても良く、使用状況によっては更に増設することもできる。また、循環浄化槽を複数設けているが、使用状況によっては減らすこともでき、増設することも可能である。ただし、少なくとも一つの濾過槽の前に循環浄化槽を備えることが望ましく、最低一つの循環浄化槽を設けると良い。
【００７２】
以上のように、本発明の汚水浄化装置は、汚水を装置の各槽を一巡させて浄化する上で、さらに各槽内において独自に循環させることとなるため効率の良い浄化が可能となる。従って、各槽の処理負担を軽減することができるため、省スペース且つ短時間で汚物を分解し、汚水を浄化することが可能となり、使用頻度が多い場合においては特に有効である。また、各部材のコストが低く各槽の構造が簡素であるため、製造コストを大幅に抑えることが可能である。また、エアーブローにより各槽に空気を送り込んで、常時水を移動させるため、絶えざる水の流れが形成されて、冬場においても凍結することがない。
【００７３】
さらに、本発明の循環装置は、トイレの汚水を洗浄するためのものだけではなく、例えば、工事現場、畜産生産現場、その他施設等の汚泥が発生する状況において適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明に係る循環装置および循環浄化槽並びに汚水浄化装置は、汚水を循環して再利用するトイレ、工事現場等において広く使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施形態である循環装置を備えた循環浄化槽の概要を示す側面図である。
【図２】本発明の実施形態である循環装置を示す図であり、（ａ）は図１におけるＡ−Ａ線での一部平面図、（ｂ）は同（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は同（ａ）におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【図３】図１における循環装置を詳細に示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態である循環浄化槽を用いた汚水浄化装置を示す概略図である。
【図５】本発明の実施形態である曝気槽を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施形態である未分解処理装置を示す斜視図である。
【図７】（ａ）は本発明の実施形態である循環浄化槽と濾過槽とを示す斜視図であり、（ｂ）は本発明の実施形態である濾過槽を示す平面図である。
【図８】循環装置を設けた濾過槽を示す正面図である。
【図９】（ａ）は濾過槽と貯水槽を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）における手前の側壁を除いた側面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１１ 循環装置
２０ 循環浄化槽
２００ 汚水浄化装置
１ 筐体部
１ａ スリット
２ 空気導入部
２ａ エルボ
３ 空気混合部
４ 放出部
４ａ，４ｂ エルボ
５ 吸着部
５ａ 吸着層
５ｂ 第１透水層
５ｃ 第２透水層
６ トラップ
６ａ 放水口
１０ 水槽
３１ 便器
３２ 汚物貯留槽
３２ａ 水中ポンプ
３３ ホームポンプ
３４ ロータンク
３６ エアーブロー
４０ 曝気槽
４２ 汚水流入口
４３ 汚物接触材装置槽
４４ 仕切網
４５ 沈殿槽
４６，４７，５３，５４ 曝気用エアパイプ
４８ 仕切板
４９ 傾斜板
５０ 汚水流入口
５１ 汚水処理槽
５２ 汚物遮断装置
５２ａ 金網
５２ｂ カセット
５５ 流出口
５６ 汚水流出パイプ
６０ 未分解処理槽
６１ 汚水受枠
６２ 多孔質材充填槽
６３ 金網
６４ 汚水受皿
６５ 流出口
６６ 垂れ防止部材
８０ 濾過槽
８１ 流出口
８２，８３，８４，８５，８６，８７，８８，８９ 小濾過槽
９０ 流出口
９２，９３，９４，９５，９６，９７，９８，９９ 仕切板
９２ａ，９４ａ，９６ａ，９８ａ 切り欠き
１００ 濾過槽
１０１，１０３ 仕切板
１０２ 通水部
１０３ａ 切り欠き
１０４ フィルタ
１２０ 貯水槽
１２１ 受皿
Ｓ 隙間
ＤＲ 汚物抜き取りドレン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トイレ等の汚水を清浄化し、洗浄用として再利用する技術に関し、より詳しくは、閉鎖状態にある汚水を循環させて清浄化する循環装置およびこれを用いた循環浄化槽、並びに汚水浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、節水を目的として、微生物で処理を行う汚泥分解法による循環式トイレ（汚水浄化装置）が使用されている。この循環式トイレにより清浄化された水はトイレで洗浄水として再利用されるため、家庭内において節水できるばかりでなく、公園やレジャー施設等の屋外での仮設トイレとしても使用されている。循環式トイレの装置としては、曝気槽を利用するものがあり、この曝気槽を使用すれば微生物に汚物を分解させることができるため、浄化する初期段階で利用されている（例えば、特許文献１〜３参照。）。
【０００３】
特許文献１記載の水洗式トイレの水循環装置は、汚物を曝気槽で処理後、この曝気槽より送水された排水を溜めて清水と汚泥とに分離する分離槽を備え、この汚泥を下水道に排出させるものである。
特許文献２記載の循環式水洗汚水浄化装置は、水洗汚水を曝気処理する第１曝気槽と、この第１曝気槽でオーバーフローした処理水を曝気処理する第２曝気槽と、この処理水の不純物を除去する濾過槽と、さらにこの処理水を漂白するための脱色槽と、を備えている。
特許文献３記載の簡易水洗トイレは、複数の浄化槽に順に汚水を送って浄化させ、浄化槽には発酵微生物が投入されるとともに、木炭が挿入されたものであり、簡易な構造の装置としている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３３９４２９号公報
【特許文献２】特開２００２−１０２８７４号公報
【特許文献３】特開２００３−１８４１５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１記載の水循環装置は、曝気槽の処理能力が低く、汚泥を下水道に排出しなければならず、汚泥を完全処理できるものではない。このため、下水道に排出するパイプ、エアリフトポンプなどを具備しなければならず、簡易施設等に設けることは困難である。
特許文献２記載の循環式水洗汚水浄化装置は、脱色槽にはオゾン発生器が設けられており、装置が複雑となり、コストも高くなる。
【０００６】
また、特許文献１〜３においては、曝気槽から最終装置までの間、各装置を一貫して通過させるのみの処理であるため、汚水は完全に清浄化されていないと推察される。特に、トイレの使用頻度が高まった場合、各装置の処理能力を超えてしまうと、曝気槽以降の装置への負荷が大きくなり、汚水は浄化されないで色がついたままであったり、臭いを除去しきれなかったりして、汚物を素早く処理できず、快適なトイレとしての機能を維持できない等の問題も発生する。
さらに、不使用時においては、水の流れが装置内で止まってしまうため、特に冬場において凍結するという問題がある。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、簡易な装置としながらも効率良く汚物を分解し、きれいな循環水を得ることができる汚水浄化技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の循環装置は、汚水が内部に通過可能なスリットを有する筐体部と、該筐体部に空気を送気するための空気導入部と、筐体部に入り込んだ汚水に空気を混合して気泡を含有させるための空気混合部と、気泡が含まれた汚水を筐体部外へ放出するための放出部と、筐体部に設けられ汚水に含まれる未分解有機物を吸着するための吸着部と、を備え、放出部より筐体部の外部に放出した汚水を筐体部に帰還させて、閉鎖状態にある汚水を浄化することを特徴とする。
【０００９】
このような構成とすれば、水槽等の閉鎖状態にある汚水の溶存酸素濃度を高く維持しながら、汚水の温度を若干高めて汚水を循環させることができる。これにより、汚水に含まれる微生物の活動を活性化させて、未分解有機物を微生物に分解させながら循環するたびに汚水中の未分解有機物を吸着部により吸着させて汚水を浄化することができる。すなわち、水槽などの閉鎖状態において、微生物による浄化機能と、循環による浄化機能とを併せ持った浄化が可能となる。また、常に汚水が循環して動いた状態となるため、汚水の温度が高まることから、余剰水分が蒸発したり、冬場においても汚水の温度が上昇して汚水の凍結を防止したりすることができる。
【００１０】
ここで、空気混合部は、空気導入部と放出部とを汚水が混入可能に隙間を設けて連結して形成することができる。空気導入部と放出部とは連結されているため、空気導入部からエアーブロー等により送気されると、空気導入部と放出部との連結部分を通過して放出部へと移動する。このとき、連結部分には隙間を設けているため、この隙間が負圧となり、汚水が隙間に吸入されることとなる。これにより、汚水と空気とが混合され、この混合される位置が空気混合部として機能する。このように空気が混合された汚水を放出部から筐体外部へと放出することができる。
【００１１】
以上のように、空気導入部に空気を送気すれば、負圧が発生して汚水を空気混合部へと吸引するため、この吸引力が、閉鎖状態である水槽内を循環させる原動力となって、放出部より放出した汚水を循環装置の吸着部に帰還させることができ、何度も繰り返し循環させて汚水を浄化することが可能となる。
【００１２】
また、吸着部は、筐体部を被覆した層状体であり、該層状体は、汚水が通過するときに未分解有機物を吸着するための活性炭を含む粒状多孔質材の層である吸着層と、該吸着層の下に設けられ該吸着層を支持するとともに該吸着層を通過した汚水を通すための隙間を有する透水層と、を積層した構造とすることができる。このような構成とすれば、吸着層を濾過層として機能させることができ、汚水を何度も通過させて濾過すれば、汚水中の未分解有機物を次第に減少させることができる。また吸着層により濾過された汚水は透水層を通過し、スリットから筐体部内に入り込むこととなる。筐体部内に入り込んだ汚水は、前述のように空気混合部を通過して放出部より放出される。
【００１３】
ここで、透水層は、吸着層の下に設けられ該吸着層を支持し粒状多孔質材の層である第１透水層と、該第１透水層の下に設けられ該第１透水層を支持し粒状多孔質材の層である第２透水層と、を積層したものであり、吸着層の粒状多孔質材の粒径に対し第１透水層の粒状多孔質材の粒径が２倍以上５倍以下であり、第１透水層の粒状多孔質材の粒径に対し第２透水層の粒状多孔質材の粒径が２倍以上５倍以下とすることが望ましい。
【００１４】
吸着層の粒径に対し第１透水層の粒径を２倍以上５倍以下とすれば、吸着層を第１透水層に支持させることができる。ここで支持とは、第１透水層の上面に渡り吸着層が載置された状態となっており、吸着層の粒状多孔質材が第１透水層の粒状多孔質材に混合されていない状態をいう。前記比率を２倍未満とすると、吸着層を通過した汚水の第１透水層を通過する抵抗が増して通過速度が遅くなり、汚水を水槽内で循環させるのに支障をきたすこととなる。前記比率が５倍を超えると、吸着層の粒子が第１透水層の粒子の隙間に入り込んで混合されてしまい、吸着層が分散されてその機能が劣るとともに、この吸着層がさらに第２透水層へ（下方へ）と拡散してしまうこととなり、吸着層を形成できなくなる。
【００１５】
同様に、第１透水層の粒状多孔質材の粒径に対し第２透水層の粒状多孔質材の粒径が２倍以上５倍以下とするとすれば、第１透水層を第２透水層に支持させることができる。ここで支持とは、第２透水層の上面に渡り第１透水層が載置された状態となっており、第１透水層の粒状多孔質材が第２透水層の粒状多孔質材にほとんど混合されていない状態をいう。
また、吸着層と第１透水層と第２透水層は、上方から粒径の小さい順に積層されており、下層に移動するにつれ、隙間が大きくなる構造となっている。このように順次隙間が大きくなるように層を形成して前記層状体とすれば、各層を通過した汚水を、層に滞留させることなく下方へ移動させて、抵抗なく循環装置の筐体部内に帰還させることができる。
【００１６】
第１透水層の粒径に対し第２透水層の粒径の比率を２倍未満とすると、第２透水層の隙間を十分に確保できなくなり、第１透水層を通過した汚水が第２透水層に滞留しやすくなり、汚水を筐体部内に帰還させるのに支障をきたす可能性がある。前記比率が５倍を超えると、第１透水層の粒子が第２透水層の粒子の隙間に入り込んで混合されてしまい、吸着層の粒状多孔質材が筐体内に入り込む危険性がある。
【００１７】
また本発明の循環浄化槽は、前述の循環装置を槽内に備えたものであるが、さらにこの循環浄化槽を汚水浄化装置に利用すれば、循環浄化槽で十分に浄化するなどしてから後の処理工程で浄化するようにすれば、他の処理装置の負担を軽減することができる。
【００１８】
より詳しくは、本発明の汚水浄化装置は、曝気しながら汚物または汚泥を分解して汚水を浄化するための曝気槽と、該曝気槽で処理された汚水を浄化する濾過槽とを備え、該濾過槽で処理された汚水を循環させて洗浄水として再利用が可能な汚水浄化装置であって、濾過槽の前に前記循環浄化槽を備えたことを特徴とする。
ここで、循環浄化槽に備わる循環装置は、槽内の閉鎖状態にある汚水を循環させて浄化する装置となるようにその構成を大きく逸脱しない範囲で変更することができる。すなわち、濾過槽の前に、槽内の閉鎖状態にある汚水を循環させて浄化するための循環装置を有する循環浄化槽を備えることもできる。
【００１９】
循環浄化槽を濾過槽の前に設けたことにより、予め循環浄化槽において汚水をある程度浄化した後に、濾過槽で処理する工程に移行させることとなる。これにより、濾過槽の処理負担を軽減することができ、確実に汚水中の未分解有機物を濾過して汚水を浄化することができる。また、濾過槽の処理負担が軽減されることから、濾過槽を長い期間に渡って使用することができ、持続性の高い汚水処理装置とすることができる。また、使用頻度が多い場合には、曝気槽で処理しきれない未分解有機物等が後工程で処理されることとなるが、このような未分解有機物等も濾過槽に移行する前段階として処理することが可能となる。ここで、濾過槽の「前」とは濾過する工程の前段階であることを意味し、濾過槽の「後」とは濾過する工程の後段階であることを意味する。
【００２０】
ここで、濾過槽を複数とし、少なくとも一つの濾過槽の前に循環浄化槽を備えることが望ましい。濾過槽を複数とした場合でも、最低一つの循環浄化槽を設けることが望ましく、全ての濾過槽の前に循環浄化槽を設けることがより望ましい。濾過槽毎に循環装置を設ければ、さらに汚水の浄化を促進することができる。
【００２１】
さらに、曝気槽の内部においても循環装置を設ければ、曝気槽内での未分解有機物の処理能力をさらに高めることができ、処理負荷が大きくなっても汚物や汚泥を分解することができる。
【００２２】
また、濾過槽の後には、汚水を浄化して得た水を貯水するための貯水槽が設けられ、該貯水槽の内部にも循環装置を設けても良い。濾過工程後の貯水槽においても循環装置を設ければ、浄化後の水に混在している未分解有機物を除去することができるとともに、冬場においてさらに凍結しにくい状況とすることができる。
【００２３】
本発明の汚水浄化装置は、濾過槽の内部には互いに間隔をおいて複数の仕切板が垂直状態に配置されて設けられ、前記複数の仕切板にはそれぞれ通水可能な通水部が形成されており、該通水部の形成位置が、隣り合う仕切板どうしで濾過槽内上下方向にみて互いに上下逆となる位置関係にあり、各仕切板間には汚水を浄化するための吸着材が設けられたことを特徴とする。
【００２４】
隣り合う仕切板どうしで濾過槽内上下方向にみて互いに上下逆となる位置関係としたことにより、複数の仕切板の間を水流の方向を上下方向に順次変化させながら移動させることができる。これにより、汚水の移動距離が増加することとなり、比較的設置面積が小さい濾過槽であっても効率良く汚水中の未分解有機物を吸着して浄化することができる。
【００２５】
ここで、濾過槽内上下方向にみて上方にある各通水部は、高さ位置が段階的に低くなるように前記仕切板の上端から下方に形成された切り欠きとすれば、汚水は仕切板の低い方へと流れやすくなって、隣の仕切板側へと移行させやすくなる。また、通水部を切り欠きとしたことにより、汚水が一度に流出することを防止することができる。さらに、濾過槽内の汚水を絶えず移動させて濾過させる移動手段を備えたことにより、濾過槽内において汚水を絶えずゆっくり移動させて浄化することができる。また、各槽にも循環装置を設けて絶えず水が動いているため、この絶えざる水の流れにより冬場の凍結を防止することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の循環装置の最大の特徴は、汚水が内部に通過可能なスリットを有する筐体部と、該筐体部に空気を送気するための空気導入部と、筐体部に入り込んだ汚水に空気を混合して気泡を含有させるための空気混合部と、気泡が含まれた汚水を筐体部外へ放出するための放出部と、筐体部に設けられ汚水に含まれる未分解有機物を吸着するための吸着部と、を備え、放出部より筐体部の外部に放出した汚水を筐体部に帰還させて、閉鎖状態にある汚水を浄化することを特徴とする。このような構成とすれば、水槽などの閉鎖状態において、微生物による浄化機能と、循環による浄化機能とを併せ持った浄化が可能となる。
【００２７】
さらに、前記循環装置を設けた循環浄化槽を、循環式トイレ等の汚水浄化装置に利用し濾過槽の前に設ければ、循環浄化槽で十分に浄化してから後の濾過工程で浄化することとなり、濾過槽の処理負担を軽減することができる。また、本発明の汚水浄化装置は、汚水を装置の各槽を一巡させて浄化する上で、さらに各槽内において独自に循環させることとなるため、効率の良い浄化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の実施形態である循環装置を備えた循環浄化槽の概要を示す側面図、図２は本発明の実施形態である循環装置を示す図であり、（ａ）は図１におけるＡ−Ａ線での一部平面図、（ｂ）は同（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は同（ａ）におけるＣ−Ｃ線断面図であり、図３は図１における循環装置を詳細に示す断面図である。
【００２９】
図１〜図３に示すように、本発明の実施形態である循環浄化槽２０は、汚水を貯水可能な水槽１０と、この水槽１０に設けられこの水槽１０内で汚水を循環させながら浄化する循環装置１１とを有している。循環装置１１は、汚水が内部に通過可能なスリット１ａを有する筐体部１と、この筐体部１の内部に循環浄化槽２０の外部から空気を送気するための空気導入部２と、筐体部１に入り込んだ汚水に空気を混合して気泡を含有させるための空気混合部３と、気泡が含まれた汚水を筐体部１外へ放出するための放出部４と、筐体部１に設けられ汚水に含まれる未分解有機物を吸着するための吸着部５と、を備えている。吸着部５は、筐体部１を被覆して後述するように層状に設けられた層状体であり、筐体部１の内部は空洞となっている。
【００３０】
空気混合部３は、放出部４の先端部の径をわずかに太く形成した部分、すなわち、空気導入部２の先端であるＬ字状のエルボ２ａと放出部４の先端とを、汚水が混入可能に隙間Ｓを設けて連結した部分である。空気導入部２とエルボ２ａと放出部４とは連結されて繋がっているため、空気導入部２からポンプ等により空気が送気されると（矢印Ｄ）、空気は、エルボ２ａを通過して放出部４へと移動する（矢印Ｅ）。このとき、放出部４の先端（空気混合部３）とエルボ２ａとの間には隙間Ｓが設けられているため、この隙間Ｓが負圧となり、汚水が隙間Ｓに吸入されることとなる（矢印Ｆ）。これにより、汚水と空気とが空気混合部３において混合される。このように循環装置１１は、空気が混合されて気泡を含んだ汚水を放出部４へ移動させ（矢印Ｇ）、筐体部１外へと放出することができる。
【００３１】
以上のように、空気導入部２に空気を送気すれば、負圧が発生して汚水を空気混合部３へと吸引するため、この吸引力が、閉鎖状態である水槽１０内を循環させる原動力となって、放出部４より放出した汚水を、後述するように循環装置１１の吸着部５に帰還させることができる（図３における矢印Ｉ）。このように、空気導入部２へ送気し続ければ、汚水は水槽１０内で循環させることができ、汚水は、後述するように、吸着部５により汚水中の有機物を吸着して浄化される。
【００３２】
また、放出部４は、適宜、エルボ４ａ，４ｂを連結させており、循環浄化槽２０の内部の上部から、下部へ向けて汚水を放出する（図１中の矢印Ｈ）。さらに、放出部４の先端であるエルボ４ａには、内部に繊維質状のフィルタを有するトラップ６が設けられている。このフィルタの繊維に引っかかるような有機物を付着させてトラップ６の先端部である放水口６ａから汚水を放出する（矢印Ｉ）。このため、汚水は、このトラップ６においても浄化されることとなる。
【００３３】
以上にように、循環浄化槽２０内において、汚水は、矢印Ｆ，矢印Ｇ，矢印Ｈ，矢印Ｉ，矢印Ｊ，矢印Ｆという流れで循環する。このように、放出部４より筐体部１の外部に放出された汚水を再度筐体部１に帰還させて、閉鎖状態にある循環浄化槽２０内の汚水を何度も繰り返して浄化することができる。また、空気は、矢印Ｄ，矢印Ｅ（汚水と混合），矢印Ｇ，矢印Ｈという流れとなり、一部は矢印Ｉの流れとなる。なお、トラップ６の形態はこれに限定されるものではなく、使用状況に応じて設置を省いたり、改良したりすることもできる。
【００３４】
次に、循環装置１１の寸法や材質について説明する。なお各寸法は一例を示すものであり、施工条件によって設計変更可能であり、限定されるものではない。循環浄化槽２０の水槽１０は、横６００ｍｍ×奥行き４５０ｍｍ×高さ４５０ｍｍであり、筐体部１は約２４０ｍｍ×約３４０ｍｍ×約２０〜５０ｍｍである。また、筐体部１に設けられたスリット１ａは幅約３ｍｍ、長さ８０ｍｍであり、隣どうしのスリット１ａの間隔を約３０ｍｍとしている。また、筐体部１の材質は、プラスチック製であるが、金属製等でも良い。空気導入部２、放出部４、エルボ２ａ，４ａ，４ｂは、塩化ビニル樹脂製であり、空気導入部２以外の連結部分は、空気が漏れないように連結されている。また、隙間Ｓは、４ｍｍ程度の幅とすることで、好適に汚水を空気混合部３に吸入することができる。なお、空気導入部２や放出部４は、エルボ２ａ，４ａ，４ｂにより連結したものであるが、適宜設計変更できるものであり、使用状況に合わせて更に外のエルボを組み込んだり、エルボを使用せず設計したりしても良い。
【００３５】
ここで、吸着部５について詳細に説明する。吸着部５は、筐体部１を被覆した層状に形成された層状体であり、上から、吸着層５ａと、第１透水層５ｂ（図３中の黒丸）と、第２透水層５ｃ（図３中の白抜き）と、を積層したものである。より詳しくは、吸着層５ａは汚水が通過するときに未分解有機物を吸着するための活性炭を含む粒状多孔質材の層であり、吸着層５ａは濾過層として機能する。この吸着層５ａの下には、この吸着層５ａを支持し粒状多孔質材の層である第１透水層５ｂが設けられている。さらに第１透水層５ｂの下には、の第１透水層５ｂを支持し粒状多孔質材の層である第２透水層５ｃが設けられている。
【００３６】
また、各層における粒径としては、吸着層５ａの粒状多孔質材の粒径に対し、第１透水層５ｂの粒状多孔質材の粒径を２倍以上５倍以下とすることが望ましく、本実施形態においては、吸着層５ａの粒状多孔質材の粒径を約１ｍｍ、この層の厚みを約１０ｍｍとし、第１透水層５ｂの粒状多孔質材の粒径を約３ｍｍ、この層の厚みを約２０ｍｍとしている。吸着層５ａの粒径としては、目詰まりを起こさない程度の細かいものが良く、また活性炭を含んでいるため、吸着力が高い。また、上記の粒径とすることで、第１透水層５ｂの上面に渡り吸着層５ａが載置された状態とすることができ、第１透水層５ｂの隙間の中に吸着層５ａの粒状多孔質材が入り込むことがほとんど無い。さらに、粒径が小さいことによる汚水の吸着層５ａへの進入が一旦遅くなっても、吸着層５ａの厚みが約１０ｍｍと小さいため、空気混合部３の負圧により汚水は十分に通過できる。粒状多孔質材としては、木質，ゴム質，やしガラ等の炭化物である活性炭や、軽石、素焼き、セラミック等が使用されている。
【００３７】
上記の粒径比と同様に、第１透水層５ｂの粒状多孔質材の粒径に対し、第２透水層５ｃの粒状多孔質材の粒径が２倍以上５倍以下とすることが望ましく、本実施形態においては、第１透水層５ｂの粒状多孔質材の粒径を前述のように約３ｍｍ、厚みを約２０ｍｍとし、第２透水層５ｃの粒状多孔質材の粒径を約１０ｍｍ、厚みを筐体部１を覆う程度の山状としている。このような粒径とすることで、第１透水層５ｂの上面に渡り吸着層５ａが載置された状態とすることができ、第２透水層５ｃの隙間の中に第１透水層５ｂの粒状多孔質材が入り込むことがほとんど無く、第２透水層５ｃの上面に渡り第１透水層５ｂが載置された状態とすることができる。
【００３８】
従って、吸着層５ａに帰還した汚水は、吸着層５ａを通過する際に汚水中の有機物が吸着されてきれいになり、さらにこの汚水は、第１透水層５ｂを通過して、第２透水層５ｃを通過する。第１透水層５ｂ、第２透水層５ｃと通過するに連れ、粒径が大きくなることにより汚水が通過する隙間も大きいため汚水は抵抗なく流れる。このように、第１透水層５ｂおよび第２透水層５ｃは、汚水を下方へ通過させるための透水層として機能し、各層に滞留することなく下方へ移動させことができ、第２透水層５ｃを通過した汚水は、スリット１ａから筐体部１内に入り込み（矢印Ｉ）、筐体部１内を満たして再び吸引され（矢印Ｆ）、水槽１０内を循環することとなる（矢印Ｇ）。
【００３９】
以上のように、空気導入部２へ送気し続ければ、汚水は水槽１０内で何度も繰り返し循環させることができ、水槽１０内の汚水は徐々に浄化される。また、汚水中には気泡が含まれるため、汚水中の溶存酸素濃度を高めるなどして微生物の活動を活性化させて、未分解有機物を微生物に分解させながら、さらに汚水を循環させながら浄化することができる。すなわち、閉鎖状態にある水槽１０において、微生物による浄化機能と循環による浄化機能とを併せ持った浄化が可能となる。また、以上のような吸着部５を有する循環装置１１とすれば、簡素な構造でありながら効率良く汚水を浄化することができる。
【００４０】
なお、吸着部５は、以上のように３層が積層されたものであるが、さらに層を多く設けても良く、また、透水層（第１透水層５ｂ、第２透水層５ｃ）中にさらに吸着層を設ける等、汚水の目詰まりが起こらない程度で適宜設計変更できる。また、筐体部１に設けられたスリット１ａは幅約３ｍｍ、長さ８０ｍｍとしているが、第２透水層５ｃが混入せずに汚水が抵抗無く入り込むものであれば、適宜大きさを調整しても良い。
【００４１】
また、循環装置１１の上面と側面を網（金網等）で囲い、下面を樹脂板で汚水が入り込まないように下方から蓋をして板状または直方体状に形成することもできる。ここで、網目の大きさとしては、吸着層５ａの粒子以下とし、この粒子が網目を通過しない程度のものが望ましい。このように、循環装置１１を金網と樹脂板とで囲っておけば、各槽の底面に載置するだけで循環装置１１を施工できるので、施工作業を容易とすることができる。また、金網や樹脂板で囲った循環装置１１は、槽の底部以外にも、例えば槽の空間部に吊り下げるなどして位置させても良く、さらに状況によっては槽の底部および空間部の両方に設けることもでき、様々な汚水を有する槽で適用可能なものである。なお、金網や樹脂板で囲った形状は、板状や直方体状で限定されるものではなく、槽の形状に応じて、設計変更できる。また、樹脂板の材質は樹脂に限定されるものではなく、ステンレスやＦＲＰ等の耐久性のある素材を使用しても良い。
【００４２】
次に、図４を用いて本発明の実施形態である汚水浄化装置について説明する。図４は、本発明の実施形態である循環浄化槽を用いた汚水浄化装置を示す概略図である。
図４に示すように、本発明の実施形態である汚水浄化装置２００は、便器３１と、便器３１から排出される汚水および汚物を貯留する汚物貯留槽３２と、曝気しながら汚物または汚泥を分解して汚水を浄化するための曝気槽４０と、この曝気槽４０で処理された汚水を浄化する濾過槽８０，１００と、濾過槽８０，１００で濾過された水を貯水する貯水槽１２０とを備えている。各濾過槽８０，１００の前には、前述の循環浄化槽２０が設けられている。
【００４３】
以上のように、循環浄化槽２０を濾過槽８０，１００の前に設けたことにより、予め循環浄化槽において汚水をある程度浄化した後に、濾過槽で処理する工程に移行させることとなる。これにより、濾過槽８０，１００の処理負担を軽減することができ、確実に汚水中の未分解有機物を濾過して汚水を浄化することができる。
【００４４】
ここで、汚物および汚水の全体の流れについて説明する。使用者が、トイレで用を足すと、洗浄時にロータンク３４から便器３１へと洗浄水が流れ込み、排泄物を汚物貯留槽３２へと送り込み貯留される。その後、水中ポンプ３２ａによりポンプアップされて曝気槽に投入され、曝気槽４０により汚物が分解される。その後、未分解処理槽６０で残存する未分解の汚物等を除去後、前述の循環浄化槽２０により循環しながら前もって浄化し、まだ濁っている汚水を濾過槽８０，１００によりさらに浄化し、透明できれいになった水が貯水槽１２０に貯水される。この貯水された水は、ホームポンプ３３により回収されて、便器３１のロータンク３４に洗浄水として貯水される。このように、汚水浄化装置２００により、汚水を完全に循環させて再利用が可能となる。また、必要に応じて、エアーブロー３６により、各槽内に空気が供給されている。
【００４５】
次に、図５〜図９を用いて各槽について詳細に説明する。図５は曝気槽４０を示す斜視図である。曝気槽４０は、３つの部屋に仕切られ、汚物接触材装置槽４３と、沈殿槽４５と、汚水処理槽５１とを備えており、汚物接触材装置槽４３と沈殿槽４５とは、仕切網４４により仕切られている。また、これらの槽と汚水処理槽５１とは、水を通さない仕切板４８により仕切られている。汚物と汚水は、前述の汚物貯留槽３２からポンプアップされると、汚水流入口４２から汚物接触材装置槽４３に流入される。仕切網４４は網目の大きさが１〜３ｍｍの金網であり、汚物接触材装置槽４３の汚物と汚水は、仕切網４４により分離されて粒子の小さい汚物を含む汚水は仕切網４４の網目から沈殿槽４５へと移行する。また、約１〜３ｍｍ以上の汚物は、汚物接触材装置槽４３に滞留するが、曝気用エアパイプ４６により送気される空気により曝気されて、仕切網４４を通過可能な大きさになるまで物理的分解および微生物分解を受ける。以上のように、汚水は直ちに網目を通過して沈殿槽４５へと移行するが、汚物は微生物分解後に沈殿槽４５へと移行する。
【００４６】
沈殿槽４５に移行した汚水および小さな汚物は、曝気用エアパイプ４７により送気される空気により曝気されて、微生物分解を受け、汚物は更に細かくなるか、分解される。ここで曝気処理を受けた微細な汚物と汚水は、仕切板４８の中位置以上の高さ位置に設けられた汚水流入口５０を通過して、汚水処理槽５１へと移行する。このとき、分解が進みにくい紙等の汚物は、沈殿槽４５の下方へ沈んで沈殿し、汚物を含まない宙水としての汚水が汚水処理槽５１へと移行する。なお、沈殿した汚物は、汚物抜き取りドレンＤＲから曝気槽４０の外部へと排出することができる。しかし、大抵の汚物は曝気槽４０で分解されて小さな有機物となる。
【００４７】
汚水処理槽５１へと移行した汚水は、さらに曝気用エアパイプ５３により送気された空気が下方から曝気されて残存する有機物の分解がなされる。また、このとき、使用状況によっては汚水中に汚物が残る場合があるが、次の未分解処理槽６０に移行する前に、汚水処理槽５１の上方に設けられた汚物遮断装置５２により遮断される。そしてこれを通過した汚水が汚物遮断装置５２の流出口５５を通過して未分解処理槽６０に移行する。この汚物遮断装置５２の流出口５５が無い片面側（図５における奥側）には、開放された状態で金網５２ａが設けられている。この金網５２ａの網目の大きさは約１ｍｍであり、これにより汚物が遮断されて汚物遮断装置５２内に汚水が進入する。この金網５２ａを通過した汚水は更にカセット式に抜き取りができるように、繊維質状のフィルタを備えたカセット５２ｂが汚物遮断装置５２内の中心位置に設けられている。この金網５２ａの下方には目詰まり防止用の曝気用エアパイプ５４が装備されている。金網５２ａの目より小さい汚物と汚水が、流出口５５から流出される。
【００４８】
汚水処理槽５１に移行したものの、分解されずに下方に沈殿した汚物は、汚物抜き取りドレンＤＲから曝気槽４０の外部へと排出することができるようになっている。ここで、沈殿槽４５と汚水処理槽５１の下部には、傾斜板４９が設けられている。この傾斜板４９は、汚物抜き取りドレンＤＲ付近で高さ位置が最も低くなるように形成されており、沈殿した汚物は傾斜板４９上を転がるか滑るかして、汚物抜き取りドレンＤＲ付近に集積しやすくなっている。
【００４９】
ここで、曝気槽４０の汚水処理槽５１の内部において、前述した循環装置１１を設けることができる。曝気槽４０内での汚物等の未分解有機物の処理能力をさらに高めることができ、使用状況により処理負荷が大きくなっても汚物を素早く分解することができる。
なお、曝気槽４０は、前述したように３つの槽に仕切られているが、場合によっては２つでも良く、また、一列になるように並列してもよい。さらに、これらの槽は段階的に処理するために４つ以上とすることもでき、個数は限定されるものではない。また、汚物接触材装置槽４３や沈殿槽４５にも、状況に応じて循環装置１１を設けても良い。
【００５０】
次に、図６を用いて未分解処理槽６０について説明する。図６は未分解処理槽６０を示す斜視図である。流出口５５から流出された汚水は、汚水流出パイプ５６を通って未分解処理槽６０の上部に設けられた汚水受枠６１に投入される。未分解処理槽６０は、内部に多孔質の木材チップ、木質又はゴム質の炭化物、又は軽石、陶器の破砕物等、微生物が住みやすい環境となるように充填されて多孔質材充填槽６２となっており、この多孔質材充填槽６２の上に汚水受枠６１が載置されている。
【００５１】
汚水受枠６１は、側面が汚水が通過しない部材により形成され、上面と底面は無く上下に開放されている。これにより、汚水受枠６１に流入された汚水は、汚水受枠６１の側面により枠内に蓄積され、底面からゆっくりと多孔質材充填槽６２の表面を伝って内部に染み込むこととなる。また、未分解処理槽６０の側面は、空気が金網６３から多孔質材充填槽６２に通入しやすいように金網６３により形成されており、格子状の網目を有している。これにより、多孔質材充填槽６２の外部への流亡を防止するのとともに、多孔質材充填槽６２内の微生物の活性を保ち、曝気槽４０で分解されない有機物を分解することができる。
【００５２】
金網６３の下部であって未分解処理槽６０の底部は、一時的に大量に汚水が流入しても貯水できるように貯水タンクとして機能する汚水受皿６４が設けられており、この汚水受皿６４に形成された流出口６５から汚水は次工程である循環浄化槽２０に移送される。なお、金網６３であり汚水受皿６４の上端部には、多孔質材充填槽６２から染み出した汚水を受けて汚水受皿６４へ通水し下方へ垂れるのを防止する垂れ防止部材６６が形成されている。垂れ防止部材６６は、汚水受皿６４の上端部から上方へ開放するように汚水受皿６４の外周に渡って形成されている。
【００５３】
次に、図７を用いて循環浄化槽２０と濾過槽８０について説明する。図７（ａ）は本発明の実施形態である循環浄化槽２０と濾過槽８０とを示す斜視図であり、図７（ｂ）は本発明の実施形態である濾過槽８０を示す平面図である。なお、図７における循環浄化槽２０は図１に示す循環浄化槽２０と同一であり、同一の符号を付してあるため、説明を省略する。
循環浄化槽２０に流入した汚水は、汚物等の粒子がほとんど無くなっているが、まだ色がついた状態である。循環浄化槽２０は、この後工程であり本格的に浄化されることとなる濾過槽８０の前処理を行う槽であり、循環浄化槽２０と濾過槽８０とは隣接している。図１〜図３で説明したように循環浄化槽２０においては、汚水が循環浄化されるが、その途中の一部が循環浄化槽２０の下部に設けられた流出口８１を通って、循環浄化槽２０に隣接する濾過槽８０へと移行する。
【００５４】
濾過槽８０の内部には互いに間隔をおいて８つ仕切板９２〜９９が垂直状態に配置されて、８つの小濾過槽８２〜８９が形成され、この小濾過槽８２〜８９は、箱状の濾過槽８０内を往復するように形成されている。仕切板９３，９５，９７，９９の高さは、濾過槽８０の外板と同じ高さである。仕切板９２，９４，９６，９８の高さは徐々に低くなるように形成されており、これらが仕切板９３，９７と並行となるように配置されている。
【００５５】
また、仕切板９２〜９９にはそれぞれ通水可能な通水部が形成されており、この通水部を通って汚水は各小濾過槽８２〜８９へ順次移行する。仕切板９３，９５，９７，９９の通水部は、これらの下端を汚水が通過可能に開放して形成してあり（図示せず）、後述する図９の通水部１０２と同一のものである。仕切板９２，９４，９６，９８の通水部は、これらの上端から下方に形成された切り欠き９２ａ，９４ａ，９６ａ，９８ａであり、これらの下端の高さ位置が濾過槽８０内を上下方向にみて段階的に低くなるように２つずつ形成されている。すなわち、切り欠き９２ａ，９４ａ，９６ａ，９８ａの長さは同一であるが、切り欠き９２ａ，９４ａ，９６ａ，９８ａの上端と下端の高さ位置が段階的に低くなっている。
【００５６】
以上の位置に各仕切板９２〜９９の通水部を形成したため、通水部の形成位置は、隣り合う仕切板どうしで濾過槽８０内上下方向にみて互いに上下逆となる位置関係とすることができる。さらに、各仕切板９２〜９９間には汚水を浄化するための吸着材（接触材）が設けられており、より詳しくは、小濾過槽８２，８４，８６，８８には繊維質状のフィルタ（図示せず）が設けられ、小濾過槽８３，８５，８７，８９には活性炭（図示せず）が設けられている。
【００５７】
従って、小濾過槽８２に流入した汚水は、小濾過槽８２においては下方から上方へ繊維質状のフィルタにより濾過されながら切り欠き９２ａを通って小濾過槽８３に移行する。小濾過槽８３においては、上方から下方へ活性炭により濾過されながら移行し、下端の通水部を通過して小濾過槽８４へ移行する。
同様に、小濾過槽８４，８６，８８においても、下方から上方へフィルタにより濾過されながらそれぞれ切り欠き９４ａ，９６ａ，９８ａを通過して隣の小濾過槽８５，８７，８９に移行する（図７（ａ）中の濾過槽８０内の矢印）。
また、小濾過槽８５，８７においては、上方から下方へ活性炭により濾過されながら移行し、下端の通水部を通過して小濾過槽８６，８８へ移行する。すなわち、汚水は、濾過槽８０内では、フィルタの槽と活性炭の槽で順次濾過される。
【００５８】
以上のように、８つの仕切板９２〜９９の間を水流の方向を上下方向に順次変化させながら移動させるため、汚水の移動距離が増加することとなり、比較的設置面積が小さい濾過槽８０であっても効率良く汚水中の未分解有機物を吸着して浄化することができる。また、切り欠き９２ａ，９４ａ，９６ａ，９８ａの高さ位置が段階的に低くなるように形成されているので低い方へ流れやすくなり、汚水を一度に流出することを防止し、少しずつゆっくりと静かに濾過槽８０内を移動させることができる。
【００５９】
ここで、図８に示すように、小濾過槽８９の底部に循環装置１１を設け、放出部４を小濾過槽８９から小濾過槽８２に跨るように設けて、放出部４の先端から小濾過槽８２へ汚水を放出して戻すようにすると良い。これにより、循環装置１１で発生する負圧が動力となって、小濾過槽８９内の汚水を小濾過槽８２内へ移行させて濾過槽８０内を再循環させることができ、この循環装置１１が濾過槽８０内の汚水を絶えず移動させて濾過させる移動手段として機能する。さらに、汚水には気泡が混合されるため、濾過槽８０においてさらに浄化させることができるとともに、汚水を濾過槽８０内で常時移動させることとなるため、冬場の凍結対策にもなる。なお、この移動手段は一例であり、濾過槽８０内で移動させて循環できるものであれば他の形態でも良い。また、放出部４の先端にトラップ６を設けることもできる。
【００６０】
なお、流出口９０の高さ位置は、切り欠き９８ａの高さ位置よりも低く形成されている。汚水の流量が多い場合には、汚水の一部は流出口９０から通過して次工程に移行し、残りの汚水は循環装置１１により小濾過槽８２へと戻される。一方、不使用時等の流量が少ない場合には、小濾過槽８９内の汚水の水位が流出口９０の高さ以下となると流出口９０から汚水が流出せず、循環装置１１により汚水は小濾過槽８２へと戻されるのみとなる。以上のように、汚水は循環装置１１によって濾過槽８０内を循環する。
【００６１】
また、前記移動手段の他の例として、小濾過槽８９内の活性炭を設けずに、循環装置１１の筐体部１を取り除いて、空気導入部２と、空気混合部３と、放出部４とにより構成してシンプルな構造とすることもできる。
【００６２】
また、本実施形態では、小濾過槽および仕切板をそれぞれ８つとしているが、個数に限定されることなく、適宜設計変更できるものである。また、濾過槽８０は箱状であるが、例えば、円状としても良く、形状は限定されるものではない。さらに、切り欠き９２ａ，９４ａ，９６ａ，９８ａは、各２つずつ設けているが、さらに多く設けても良く、箇所数は限定されるものではない。
【００６３】
なお、循環浄化槽２０を濾過槽８０の前に設けたことにより、予め循環浄化槽２０において汚水をある程度浄化した後に、濾過槽８０で処理する工程に移行させることとなるため、濾過槽８０の処理負担を軽減することができ、確実に汚水中の未分解有機物を濾過して汚水を浄化することができる。また、濾過槽８０の処理負担が軽減されることから、濾過槽８０を長い期間に渡って使用することができ、持続性の高い汚水浄化装置２００とすることができる。また、使用頻度が多い場合には、曝気槽４０で処理しきれない未分解有機物等が後工程で処理されることとなるが、このような未分解有機物等も濾過槽８０に移行する前段階として処理することが可能となる。
【００６４】
次工程について図９を用いて説明する。図９（ａ）は濾過槽１００と貯水槽１２０を示す斜視図であり、図９（ｂ）は（ａ）における手前の側壁を除いた側面図である。なお、濾過槽１００の前には循環浄化槽２０が設けられており、垂直状態に設けられた仕切板１０１により仕切られて、これらの槽が形成されている。なお、図９における循環浄化槽２０は図１に示す循環浄化槽２０と同一であり、同一の符号を付してあるため、説明を省略する。
【００６５】
流出口９０から流れ出た汚水は、再度、循環浄化槽２０の循環装置１１で浄化されるが、ここでの吸着部５は、仕切板１０１近傍で高くなるように傾斜して形成されている。なお、吸着部５は、筐体部１の付近に第１吸着層および第２吸着層が設けられているが（図３参照）、仕切板１０１付近においては吸着層５ａを多量に使用して傾斜状に吸着部５が形成されている。ここで、吸着部５の第１透水層５ｂと第２透水層５ｃの層厚は、図３における厚みと同等であるが、吸着層５ａのみが、仕切板１０１付近では厚みが大きく、図９において右側に行くにつれ、吸着層５ａの厚みが小さくなって、吸着部５が傾斜状に形成されている。この吸着部５により、再度循環させて、わずかに残存している有機物を吸着させることができ、次工程の処理負担を軽減することができる。
【００６６】
仕切板１０１の下端には、汚水が通過可能な通水部１０２が開放された状態で形成されている。従って、汚水の一部を吸着部５を通過させて仕切板１０１の下端の通水部１０２を通過させることができ（矢印Ｋ）、残りの汚水が循環浄化槽２０内で循環することとなる。この時点においては、汚水はかなりきれいに脱色されるが、使用状況により脱色されていない場合がある。また、吸着部５を傾斜状に形成してあるので、汚水は厚みの大きい吸着層５ａを通って、通水部１０２へ達することとなる。
【００６７】
次に、濾過槽１００について説明する。濾過槽１００は、仕切板１０１，１０３により仕切られ、これらの間に吸着材（接触材）としての繊維質状のフィルタ１０４が敷き詰められて形成されている。仕切板１０３の上端には、通水部としての複数ヶ所の切り欠きが上端から下方に向かって形成されている。従って、通水部１０２を通過した汚水は、フィルタ１０４で濾過されながら上方に移動することとなり（矢印Ｌ）、色を有する有機物を吸着させて濾過することができる。上方に移動した汚水は、切り欠き１０３ａを通過して、貯水槽１２０へと移動する。なお、フィルタ１０４の材質としては、繊維質状で有機物を吸着できるものであれば良い。
【００６８】
さらに、仕切板を複数設けて、濾過槽８０（図７）のように複数の小濾過槽を形成することも可能である。フィルタ１０４は、適度な隙間があるため負荷をかけずに汚水を移動させることができるとともに、わずかに含まれる有機物を吸着させて脱色することができる。このため、濾過槽１００は脱色槽として機能し、この濾過槽１００により、汚水は透明となって清水となる。ここで、濾過槽１００の幅は約５０ｍｍであるが、その他の寸法も含めて使用状況を考慮して適宜設計変更可能である。また、循環浄化槽２０を濾過槽１００の前に設けたことにより、前述したように、濾過槽８０の処理負担を軽減することができ、確実に汚水中の未分解有機物を濾過して汚水を浄化することができる。
【００６９】
貯水槽１２０へと移動した清水は、貯水槽１２０に貯水される。ここで、貯水槽１２０においても循環装置１１を設けている。循環装置１１により、万が一、有機物が混入していてもこれを濾過できるようになっており、最後の工程まで脱色性能を持たせて浄化することができ、安心して使用できる。さらに常時循環させておくことができるため、冬場の凍結を防止することができる。貯水槽１２０内の水は、ホームポンプ３３でポンプアップされてロータンクに輸送されて洗浄水として使用される（図４参照）。
【００７０】
ここで循環装置１１は、貯水槽１２０の底部に設けられ上方が開放した受皿１２１の内部に設けられている。受皿１２１の側面には周囲全体に水が移動可能なスリット（図示せず）が形成されている。このとき、ホームポンプ３３によりポンプアップされる水は、受皿１２１の外であり且つ貯水槽１２０の底付近の水である。また、受皿１２１を備えたことにより、循環装置１１の吸着層を受皿１２１内に留めておくことができるため（図９（ｂ）、ポンプアップされる水中に吸着部５の粒子が混入することを防止することができる。なお、受皿１２１が貯水槽１２０内での水の循環の支障になることはない。
また、受皿１２１の槽は必ずしも槽の底面に設置する必要はなく、貯水槽１２０の大きさにより任意の位置に設けても良い。この受皿１２１は、貯水槽１２０のみならず、浄化を必要とする全ての槽の循環装置１１に設けることもできる。
【００７１】
なお、本発明においては、濾過槽の個数は限定されるものではなく、使用頻度が少ない場合には一つとしても良く、使用状況によっては更に増設することもできる。また、循環浄化槽を複数設けているが、使用状況によっては減らすこともでき、増設することも可能である。ただし、少なくとも一つの濾過槽の前に循環浄化槽を備えることが望ましく、最低一つの循環浄化槽を設けると良い。
【００７２】
以上のように、本発明の汚水浄化装置は、汚水を装置の各槽を一巡させて浄化する上で、さらに各槽内において独自に循環させることとなるため効率の良い浄化が可能となる。従って、各槽の処理負担を軽減することができるため、省スペース且つ短時間で汚物を分解し、汚水を浄化することが可能となり、使用頻度が多い場合においては特に有効である。また、各部材のコストが低く各槽の構造が簡素であるため、製造コストを大幅に抑えることが可能である。また、エアーブローにより各槽に空気を送り込んで、常時水を移動させるため、絶えざる水の流れが形成されて、冬場においても凍結することがない。
【００７３】
さらに、本発明の循環装置は、トイレの汚水を洗浄するためのものだけではなく、例えば、工事現場、畜産生産現場、その他施設等の汚泥が発生する状況において適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明に係る循環装置および循環浄化槽並びに汚水浄化装置は、汚水を循環して再利用するトイレ、工事現場等において広く使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施形態である循環装置を備えた循環浄化槽の概要を示す側面図である。
【図２】本発明の実施形態である循環装置を示す図であり、（ａ）は図１におけるＡ−Ａ線での一部平面図、（ｂ）は同（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は同（ａ）におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【図３】図１における循環装置を詳細に示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態である循環浄化槽を用いた汚水浄化装置を示す概略図である。
【図５】本発明の実施形態である曝気槽を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施形態である未分解処理装置を示す斜視図である。
【図７】（ａ）は本発明の実施形態である循環浄化槽と濾過槽とを示す斜視図であり、（ｂ）は本発明の実施形態である濾過槽を示す平面図である。
【図８】循環装置を設けた濾過槽を示す正面図である。
【図９】（ａ）は濾過槽と貯水槽を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）における手前の側壁を除いた側面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１１ 循環装置
２０ 循環浄化槽
２００ 汚水浄化装置
１ 筐体部
１ａ スリット
２ 空気導入部
２ａ エルボ
３ 空気混合部
４ 放出部
４ａ，４ｂ エルボ
５ 吸着部
５ａ 吸着層
５ｂ 第１透水層
５ｃ 第２透水層
６ トラップ
６ａ 放水口
１０ 水槽
３１ 便器
３２ 汚物貯留槽
３２ａ 水中ポンプ
３３ ホームポンプ
３４ ロータンク
３６ エアーブロー
４０ 曝気槽
４２ 汚水流入口
４３ 汚物接触材装置槽
４４ 仕切網
４５ 沈殿槽
４６，４７，５３，５４ 曝気用エアパイプ
４８ 仕切板
４９ 傾斜板
５０ 汚水流入口
５１ 汚水処理槽
５２ 汚物遮断装置
５２ａ 金網
５２ｂ カセット
５５ 流出口
５６ 汚水流出パイプ
６０ 未分解処理槽
６１ 汚水受枠
６２ 多孔質材充填槽
６３ 金網
６４ 汚水受皿
６５ 流出口
６６ 垂れ防止部材
８０ 濾過槽
８１ 流出口
８２，８３，８４，８５，８６，８７，８８，８９ 小濾過槽
９０ 流出口
９２，９３，９４，９５，９６，９７，９８，９９ 仕切板
９２ａ，９４ａ，９６ａ，９８ａ 切り欠き
１００ 濾過槽
１０１，１０３ 仕切板
１０２ 通水部
１０３ａ 切り欠き
１０４ フィルタ
１２０ 貯水槽
１２１ 受皿
Ｓ 隙間
ＤＲ 汚物抜き取りドレン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚水が内部に通過可能なスリットを有する筐体部と、該筐体部に空気を送気するための空気導入部と、前記筐体部に入り込んだ汚水に空気を混合して気泡を含有させるための空気混合部と、気泡が含まれた汚水を前記筐体部外へ放出するための放出部と、前記筐体部に設けられ汚水に含まれる未分解有機物を吸着するための吸着部と、を備え、
前記放出部より前記筐体部の外部に放出した汚水を前記筐体部に帰還させて、閉鎖状態にある汚水を浄化することを特徴とする循環装置。
【請求項２】
前記空気混合部は、前記空気導入部と前記放出部とを汚水が混入可能に隙間を設けて連結してなる請求項１記載の循環装置。
【請求項３】
前記吸着部は、前記筐体部を被覆した層状体であり、
該層状体は、汚水が通過するときに前記未分解有機物を吸着するための活性炭を含む粒状多孔質材の層である吸着層と、該吸着層の下に設けられ該吸着層を支持するとともに該吸着層を通過した汚水を通すための隙間を有する透水層と、を積層してなる請求項１または２記載の循環装置。
【請求項４】
前記透水層は、前記吸着層の下に設けられ該吸着層を支持し粒状多孔質材の層である第１透水層と、該第１透水層の下に設けられ該第１透水層を支持し粒状多孔質材の層である第２透水層と、を積層したものであり、
前記吸着層の粒状多孔質材の粒径に対し第１透水層の粒状多孔質材の粒径が２倍以上５倍以下であり、第１透水層の粒状多孔質材の粒径に対し第２透水層の粒状多孔質材の粒径が２倍以上５倍以下である請求項３記載の循環装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに項に記載の循環装置を槽内に備え、該槽内の汚水を浄化することを特徴とする循環浄化槽。
【請求項６】
請求項５記載の循環浄化槽を備えたことを特徴とする汚水浄化装置。
【請求項７】
曝気しながら汚物または汚泥を分解して汚水を浄化するための曝気槽と、該曝気槽で処理された汚水を浄化する濾過槽とを備え、該濾過槽で処理された汚水を循環させて洗浄水として再利用が可能な汚水浄化装置であって、
前記濾過槽の前に、請求項５記載の循環浄化槽を備えたことを特徴とする汚水浄化装置。
【請求項８】
前記濾過槽は複数であり、少なくとも一つの濾過槽の前に請求項５記載の循環浄化槽を備えた請求項７記載の汚水浄化装置。
【請求項９】
前記曝気槽の内部には、請求項１から４のいずれかの項に記載の循環装置が設けられた請求項７または８記載の汚水浄化装置。
【請求項１０】
前記濾過槽の後には、汚水を浄化して得た水を貯水するための貯水槽が設けられ、該貯水槽の内部には、請求項１から４のいずれかの項に記載の循環装置が設けられた請求項７から９のいずれかの項に記載の汚水浄化装置。
【請求項１１】
前記濾過槽の内部には互いに間隔をおいて複数の仕切板が垂直状態に配置されて設けられ、前記複数の仕切板にはそれぞれ通水可能な通水部が形成されており、該通水部の形成位置が、隣り合う仕切板どうしで濾過槽内上下方向にみて互いに上下逆となる位置関係にあり、各仕切板間には汚水を浄化するための吸着材が設けられた請求項７から１０のいずれかの項に記載の汚水浄化装置。
【請求項１２】
前記濾過槽内上下方向にみて上方にある各通水部は、高さ位置が段階的に低くなるように前記仕切板の上端から下方に形成された切り欠きであり、
前記濾過槽内の汚水を絶えず移動させて濾過させる移動手段を備えた請求項１１記載の汚水浄化装置。
【請求項１３】
曝気しながら汚物または汚泥を分解して汚水を浄化するための曝気槽と、該曝気槽で処理された汚水を浄化する濾過槽とを備え、該濾過槽で処理された汚水を循環させて洗浄水として再利用が可能な汚水浄化装置であって、
前記濾過槽の前に、槽内の閉鎖状態にある汚水を循環させて浄化するための循環装置を有する循環浄化槽を備えたことを特徴とする汚水浄化装置。
【請求項１】
汚水が内部に通過可能なスリットを有する筐体部と、該筐体部に空気を送気するための空気導入部と、前記筐体部に入り込んだ汚水に空気を混合して気泡を含有させるための空気混合部と、気泡が含まれた汚水を前記筐体部外へ放出するための放出部と、前記筐体部に設けられ汚水に含まれる未分解有機物を吸着するための吸着部と、を備え、
前記放出部より前記筐体部の外部に放出した汚水を前記筐体部に帰還させて、閉鎖状態にある汚水を浄化することを特徴とする循環装置。
【請求項２】
前記空気混合部は、前記空気導入部と前記放出部とを汚水が混入可能に隙間を設けて連結してなる請求項１記載の循環装置。
【請求項３】
前記吸着部は、前記筐体部を被覆した層状体であり、
該層状体は、汚水が通過するときに前記未分解有機物を吸着するための活性炭を含む粒状多孔質材の層である吸着層と、該吸着層の下に設けられ該吸着層を支持するとともに該吸着層を通過した汚水を通すための隙間を有する透水層と、を積層してなる請求項１または２記載の循環装置。
【請求項４】
前記透水層は、前記吸着層の下に設けられ該吸着層を支持し粒状多孔質材の層である第１透水層と、該第１透水層の下に設けられ該第１透水層を支持し粒状多孔質材の層である第２透水層と、を積層したものであり、
前記吸着層の粒状多孔質材の粒径に対し第１透水層の粒状多孔質材の粒径が２倍以上５倍以下であり、第１透水層の粒状多孔質材の粒径に対し第２透水層の粒状多孔質材の粒径が２倍以上５倍以下である請求項３記載の循環装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに項に記載の循環装置を槽内に備え、該槽内の汚水を浄化することを特徴とする循環浄化槽。
【請求項６】
請求項５記載の循環浄化槽を備えたことを特徴とする汚水浄化装置。
【請求項７】
曝気しながら汚物または汚泥を分解して汚水を浄化するための曝気槽と、該曝気槽で処理された汚水を浄化する濾過槽とを備え、該濾過槽で処理された汚水を循環させて洗浄水として再利用が可能な汚水浄化装置であって、
前記濾過槽の前に、請求項５記載の循環浄化槽を備えたことを特徴とする汚水浄化装置。
【請求項８】
前記濾過槽は複数であり、少なくとも一つの濾過槽の前に請求項５記載の循環浄化槽を備えた請求項７記載の汚水浄化装置。
【請求項９】
前記曝気槽の内部には、請求項１から４のいずれかの項に記載の循環装置が設けられた請求項７または８記載の汚水浄化装置。
【請求項１０】
前記濾過槽の後には、汚水を浄化して得た水を貯水するための貯水槽が設けられ、該貯水槽の内部には、請求項１から４のいずれかの項に記載の循環装置が設けられた請求項７から９のいずれかの項に記載の汚水浄化装置。
【請求項１１】
前記濾過槽の内部には互いに間隔をおいて複数の仕切板が垂直状態に配置されて設けられ、前記複数の仕切板にはそれぞれ通水可能な通水部が形成されており、該通水部の形成位置が、隣り合う仕切板どうしで濾過槽内上下方向にみて互いに上下逆となる位置関係にあり、各仕切板間には汚水を浄化するための吸着材が設けられた請求項７から１０のいずれかの項に記載の汚水浄化装置。
【請求項１２】
前記濾過槽内上下方向にみて上方にある各通水部は、高さ位置が段階的に低くなるように前記仕切板の上端から下方に形成された切り欠きであり、
前記濾過槽内の汚水を絶えず移動させて濾過させる移動手段を備えた請求項１１記載の汚水浄化装置。
【請求項１３】
曝気しながら汚物または汚泥を分解して汚水を浄化するための曝気槽と、該曝気槽で処理された汚水を浄化する濾過槽とを備え、該濾過槽で処理された汚水を循環させて洗浄水として再利用が可能な汚水浄化装置であって、
前記濾過槽の前に、槽内の閉鎖状態にある汚水を循環させて浄化するための循環装置を有する循環浄化槽を備えたことを特徴とする汚水浄化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−１０５６４０（Ｐ２００７−１０５６４０Ａ）
【公開日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２９９４２８（Ｐ２００５−２９９４２８）
【出願日】平成１７年１０月１３日（２００５．１０．１３）
【出願人】（５０４２７０３０１）東和安全産業株式会社 (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月１３日（２００５．１０．１３）
【出願人】（５０４２７０３０１）東和安全産業株式会社 (4)
【Ｆターム（参考）】
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