(57)【要約】【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。【選択図】  図１
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【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。
【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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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