(57)【要約】【課題】電力を使用せずに低コストでアンモニア由来の悪臭を除去でき、且つ屎尿を肥料として利用できる屎尿処理方法及び簡易トイレを提供する。【解決手段】本発明の屎尿処理方法は、尿回収容器11の一部に酢液60を入れる第1ステップと、尿50を前記尿回収容器に回収し、屎51を屎回収容器12に回収する第2ステップと、尿回収容器が前記尿で満たされた時点で、前記酢液と前記尿の混合液を水で希釈して液肥化する第3ステップとを少なくとも備えることを特徴とする。本発明では、予め酢液を入れた尿回収容器に尿が回収される。尿と酢液の混合液はpHが酸性域であり、酸性域ではウレアーゼが殆ど活性化しない。したがって、尿回収容器内の尿に含まれる尿素がウレアーゼによってアンモニアに分解されることがなく、アンモニア由来の悪臭の発生を防止できる。【選択図】図3
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
尿回収容器の一部に酢液を入れる第1ステップと、
尿を前記尿回収容器に回収し、屎を屎回収容器に回収する第2ステップと、
前記尿回収容器が前記尿で満たされた時点で、前記酢液と前記尿の混合液を水で希釈して液肥化する第3ステップとを少なくとも備えることを特徴とする屎尿処理方法。
【請求項２】
前記第1ステップにおいて、前記酢液の量が前記尿回収容器の容量に対して1〜5％であることを特徴とする請求項1に記載の屎尿処理方法。
【請求項３】
更に、前記屎回収容器の一部に微生物の担持基材を入れるステップと、
前記屎と前記担持基材を撹拌するステップとを備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の屎尿処理方法。
【請求項４】
便槽が尿を回収する尿回収容器と屎を回収する屎回収容器を備えており、
前記尿回収容器の一部に酢液が入れられており、前記屎回収容器の一部に微生物の担持基材が入れられていることを特徴とする簡易トイレ。
【請求項５】
前記屎回収容器内の前記屎と前記担持基材を撹拌する撹拌手段を備えることを特徴とする請求項4に記載の簡易トイレ。
【請求項６】
前記屎回収容器を加温する加温手段を備えており、
前記加温手段が炭化物からなる固体燃料の燃焼熱により前記屎回収容器を加温することを特徴とする請求項4又は5に記載の簡易トイレ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力を使用せずに低コストでアンモニア由来の悪臭を除去でき、且つ屎尿を肥料として利用できる屎尿処理方法及び簡易トイレに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、地球上では3人に1人がトイレを使用できないと言われている。アフリカではフライングトイレと呼ばれる、ポリ袋に屎尿を入れて投げ捨てる行為が横行したり、モンゴルのウランバートルでは市街地周辺に住みついたゲルの住人がゲルのそばに穴を掘って排便したりするため、土壌汚染が深刻な問題となっている。こうした地域ではインフラが整備されていないので、当然ながら電力事情も劣悪である。ウランバートルでは冬にはマイナス30℃にもなり、トイレの凍結などの問題も起きる。
このように上下水道設備が整っていない地域や、工事現場、イベント会場、被災地等では屎尿を処理するために簡易トイレが使用される。
簡易トイレのうち、屎尿をおが屑類等と共に攪拌することで好気性微生物で屎尿を分解処理するものはバイオトイレと呼ばれる。バイオトイレは水洗型トイレとは異なり、水源を必要とせず、好気性微生物による分解処理後の残渣物を堆肥や土壌改良材として有効利用できるというメリットがある。
【０００３】
一方、簡易トイレのデメリットとしてアンモニアに由来する悪臭が挙げられる。これは次の反応式のとおり、排泄された尿に含まれる尿素をウレアーゼ（尿素分解酵素）が加水分解によりアンモニアと二酸化炭素に分解することで生じる。
(NH2)2CO ＋ H2O →2 NH3 + CO2
ウレアーゼは屎（糞）中に存在するバクテリアが作り出したり、大気中に含まれていたりする。
そこで、例えば特許文献1には、屎尿を大便と小便に分け、小便に対して麹菌からなる脱臭剤を添加してｐHを低下させることでアンモニアを中和して悪臭を抑制すると共に処理後の小便を肥料として利用する屎尿処理方法が開示されている。
また、特許文献2には、アンモニアを主成分とする臭気エアを便槽内から吸い上げて、霧状の木酢液を噴霧することでアンモニアを中和して無臭化する消臭装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2015−160203号公報
【特許文献２】特開平10−328074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、上記特許文献に開示された技術では以下のような問題がある。
特許文献1及び2では尿素の分解により生じたアンモニアを中和する方式であり、気体であるアンモニアを完全に捉えて処理するのが難しいため、悪臭が残ってしまうという問題がある。
また、アンモニアと共に発生する二酸化炭素（炭酸ガス）が体積をとるため処理に困るという問題もある。
また、特許文献2の場合は電力及び大量の木酢液が必要となり、コストが嵩むという問題もある。
【０００６】
本発明はこのような問題に鑑み、電力を使用せずに低コストでアンモニア由来の悪臭を除去でき、且つ屎尿を肥料として利用できる屎尿処理方法及び簡易トイレを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の屎尿処理方法は、尿回収容器の一部に酢液を入れる第1ステップと、尿を前記尿回収容器に回収し、屎を屎回収容器に回収する第2ステップと、前記尿回収容器が前記尿で満たされた時点で、前記酢液と前記尿の混合液を水で希釈して液肥化する第3ステップとを少なくとも備えることを特徴とする。
また、前記第1ステップにおいて、前記酢液の量が前記尿回収容器の容量に対して1〜5％であることを特徴とする。
また、更に、前記屎回収容器の一部に微生物の担持基材を入れるステップと、前記屎と前記担持基材を撹拌するステップとを備えることを特徴とする。
本発明の簡易トイレは、便槽が尿を回収する尿回収容器と屎を回収する屎回収容器を備えており、前記尿回収容器の一部に酢液が入れられており、前記屎回収容器の一部に微生物の担持基材が入れられていることを特徴とする。
また、前記屎回収容器内の前記屎と前記担持基材を撹拌する撹拌手段を備えることを特徴とする。
また、前記屎回収容器を加温する加温手段を備えており、前記加温手段が炭化物からなる固体燃料の燃焼熱により前記屎回収容器を加温することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では予め酢液を入れておいた尿回収容器に尿を回収する。尿と酢液の混合液はpHが酸性域であり、酸性域ではウレアーゼが殆ど活性化しない。したがって、尿回収容器内の尿に含まれる尿素がウレアーゼによってアンモニアに分解されることがなく、アンモニア由来の悪臭の発生を防止できる。また、二酸化炭素（炭酸ガス）が発生しないので屎尿処理が容易になる。このように本発明は尿中の尿素をアンモニアに分解させない点に特徴を有する。
また、本発明は電力を使用しないため低コストであり、酢液と尿の混合液を水で希釈することで液体肥料を得られる。
酢液の量は尿回収容器の容量に対して1〜5％程度でよく、従来と比較して酢液の量を減らすことができる。
また、屎回収容器の一部に微生物の担持基材を入れておき、屎と担持基材を撹拌手段で撹拌することにすれば、屎と微生物の担持基材の混合物が乾燥し、最終的に微細な固体（粉体）が残渣物として屎回収容器内に残る。この残渣物を堆肥や土壌改良材として利用することができる。この場合、本発明の簡易トイレはいわゆるバイオトイレにあたる。
加温手段を用いる場合、炭化物からなる固体燃料は固体燃焼（C＋O２⇒CO２）の反応なので、空気の供給量を少量に絞ることで少量の炭で長時間燃焼させることが可能となる。仮に灯油やガスなどの燃料を用いた場合はガス燃焼となるので燃焼速度が速すぎ、長時間燃焼させるには燃料使用量が非常に多くなってしまう。同じ熱量で比較すると炭化物からなる固体燃料の方が電気や液体・ガス燃料よりコストが安く、また、電気や液体・ガス燃料を使用するための工事も不要なのでトイレ本体の価格を安くすることができる。また、炭化物からなる固体燃料を使用することでトイレの可搬性に優れる。
また、排泄物中の水分を蒸発させるので、水分を貯留・排出するための機構が不要となる。これにより簡易トイレの構造がシンプルになり、製造コストを抑制できる。
炭化物として木材、籾殻等の有機性廃棄物を用いることにすれば、有機性廃棄物は入手が容易なため、電気や石油系燃料の入手が困難な地域でも簡易トイレを長期間安定して使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】簡易トイレの斜視図
【図２】簡易トイレのA−A線縦断面図、B−B線縦断面図及び簡易トイレの他の構成例を示すB−B線断面図
【図３】屎尿処理方法を説明するための図(a)〜(e)
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の簡易トイレ1及び屎尿処理方法について説明する。
図1及び図2に示すように、簡易トイレ1は便槽10、便座20、上蓋30及び撹拌手段40から概略構成される。
便槽10は尿回収容器11及び屎回収容器12を備える。
尿回収容器11は尿50を回収するためのものであり、便槽10の前方に位置する。尿回収容器11の一部に酢液60が入っている。酢液60としては例えば木酢液、竹酢液、籾殻酢液等の植物乾留液が挙げられる。酢液60は尿回収容器11の容量に対して1〜5％程度入れるのが好ましい。尿回収容器11の容量は特に限定されるものではないが、例えば10リットル〜20リットル程度にすると、人の一回の排泄時の尿の量が約300ミリリットル程度なので、約30回〜60回分の尿を溜めることができる。尿回収容器11は簡易トイレ1の筺体2から脱着自在になっている。
排泄された尿はそのまま尿回収容器11内に至り、予め入れられている酢液60と混合される。酢液60の原液はpHが2.5程度であり、尿50中の水分で希釈化された場合でもpHは4.5程度に収まる。ウレアーゼはpHが4.5以下の酸性域では殆ど活性化しないため、尿回収容器11内の尿50に含まれる尿素がウレアーゼによってアンモニアに分解されることがない（尿素のままで変化しない）。したがってアンモニア由来の悪臭の発生を防止でき、また尿石の生成も防止できる。
【００１１】
屎回収容器12は屎51を回収するためのものであり、便槽10の後方に位置する。屎回収容器12の一部に微生物の担持基材70が入れられている。
微生物の担持基材70は屎51を分解処理する機能を有する周知の好気性微生物（バクテリア等）と、当該微生物が活動するための培地（例えば木材チップ（おがくず）、籾殻、炭、又はこれらの混合物）を所定の比率で混合して成る。
培地として膨張軟化籾殻と籾殻燻炭を混合したものを使用できる。この場合、膨張軟化籾殻と籾殻薫炭とを体積比で約1：1〜2：1に混合したものを使用するのが好ましい。膨張軟化籾殻は高圧で籾殻の繊維組織を粉砕しながら蒸気で柔らかくしたものである。籾殻の変わりに木質チップで代用してもよい。
培地として炭を用いることにすれば、炭化装置で炭を製造する際に生じる酢液60を尿回収容器11に入れることができるので好ましい。炭化装置として電力を使用しないバッチ式のものを使用することができるので途上国等の充分な環境・設備が整っていない地域でも本発明の簡易トイレ1を活用できる。
【００１２】
便座20は便槽10の上部開口の上部に取り付けられている。
上蓋30は便座20を覆うものであり、上部開口に対して開閉自在になっている。
上蓋30は通気性を有しており、これにより屎回収容器12内の屎51や微生物の担持基材70の乾燥を促進させることができる。上蓋30に通気性を持たせるには、例えば上蓋30の中央に開口31を設け、布やネット等の通気性を有する部材32でこの開口31を覆ったり、上蓋30に多数の通気穴を設けたりすればよい。
【００１３】
撹拌手段40は、屎51と微生物の担持基材70を屎回収容器12内で撹拌するために設けられる。具体的には、撹拌手段40は屎回収容器12内を左右方向に貫くシャフト41と、シャフト41の周囲からのびる撹拌棒42と、シャフト41の一端に取り付けられるハンドル43を備える。シャフト41はその軸回りに回転自在となるように屎回収容器12の壁面に支持されている。簡易トイレ1の利用者がハンドル43を回すことで屎回収容器12内の屎51と微生物の担持基材70とを撹拌することができる。なお、撹拌手段40として周知のシャベル（スコップ）を用いてもよい。
更に、図2(c)に示すように屎回収容器12を加温するための加温手段80を設けてもよい。加温手段80としては例えば炭化物からなる固体燃料81を燃焼させ、その燃焼熱を利用して屎回収容器12をその外側から加温する方式が挙げられる。筺体2に空気取入口82と燃焼ガス排出口83を設けることにすれば筐体2内の固体燃料81を安全に燃焼させることができる。
炭化物からなる固体燃料81は、有機物を炭化処理して得た炭化物を主原料とする固体燃料であり、例えば木炭、石炭、炭団、練炭等が挙げられる。
有機物として例えば森林伐採木材、間伐材、街路樹・公園樹木の剪定廃材、建築廃木材などのチップ又はペレット、鋸屑、とうもろこし・サトウキビ・トマトの茎等の食品残渣、籾殻、ヤシガラ(PKS:Palm Kernel Shell)、麦藁、稲藁などの農業廃材、繊維素等の有機性廃棄物でもよいが、これらに限定されるものではない。
【００１４】
次に、屎尿処理方法について説明する。
図3(a)に示すように利用者は尿回収容器11の一部に酢液60を入れておく（第1ステップ）。また、図2(b)に示すように屎回収容器12の一部に微生物の担持基材70を入れておく。
図3(b)に示すように利用者が排泄すると、尿50は尿回収容器11内の酢液60と混合される（第2ステップ）。
屎51は屎回収容器12内の担持基材70と混合される。利用者は適当なタイミングで（例えば排泄する毎に）撹拌手段40で屎51と担持基材70を屎回収容器12内で撹拌するのが好ましい。これにより好気性微生物が活発化し、屎51の分解処理が促進される。
図3(c)に示すように利用者が排泄を繰り返して尿回収容器11が尿50で満たされた時点で、図3(d)に示すように尿回収容器11を筺体2から取り外し、酢液60と尿50の混合液を他の容器90に移し替える。尿50中には窒素、リン酸、カリウムなどの肥効成分が含まれおり、図3(e)に示すように混合液を水61で希釈化して調整することで液体肥料を得られる（第3ステップ）。
また、時間が経過するにつれ屎51と微生物の担持基材70の混合物が乾燥しはじめ、最終的には微細な固体（粉体）が残渣物として屎回収容器12内に残る。この残渣物を堆肥や土壌改良材として利用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
本発明は、電力を使用せずに低コストでアンモニア由来の悪臭を除去でき、且つ屎尿を肥料として利用できる屎尿処理方法及び簡易トイレに関するものであり、産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【００１６】
1 簡易トイレ
2 筺体
10 便槽
11 尿回収容器
12 屎回収容器
20 便座
30 上蓋
31 開口
32 通気性を有する部材
40 撹拌手段
41 シャフト
42 撹拌棒
43 ハンドル
50 尿
51 屎
60 酢液
61 水
70 微生物の担持基材
80 加温手段
81 固体燃料
82 空気取入口
83 燃焼ガス排出口
90 他の容器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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