(57)【要約】      （修正有）【課題】脱臭のみならず、殺菌し漂白し浄化することにより、環境を汚さずに排水をする汚水浄化装置を提供する。【解決手段】汚水タンク１２内の汚水１４を吸い上げて給水管２８に圧送するポンプ１６と、汚水１４中に沈められ、ポンプ１６から給水管２８を通じて汚水１４を流路に受け入れるベンチュリ管１８と、気中放電によりオゾンを発生させ、ベンチュリ管１８で発生する負圧により、オゾンを含む空気を、給気管２６を通じて、ベンチュリ管１８の流路の内径を絞った部分に設けた開口に供給するオゾン発生器２０とを備える。ベンチュリ管１８は、汚水１４とオゾンを混合したものを汚水タンク１２内の汚水１４中に噴出させる。放電によってオゾン発生器２０は発熱するからオゾンを含む空気の温度は高い。汚水１４中に沈められたベンチュリ管１８に給気管２６を通じてオゾンを含む空気が供給され、汚水に混入される。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
汚水タンク１２内の汚水１４を吸い上げて給水管２８に圧送するポンプ１６と、
前記汚水１４中に沈められ、前記ポンプ１６から前記給水管２８を通じて汚水１４を流路３４に受け入れるベンチュリ管１８と、
気中放電によりオゾンを発生させ、前記ベンチュリ管１８で発生する負圧により、前記オゾンを含む空気を、給気管２６を通じて、前記ベンチュリ管１８の前記流路３４の内径を絞った部分に設けた開口３６に供給するオゾン発生器２０とを備え、
前記ベンチュリ管１８は、前記汚水１４と前記オゾンを混合したものを前記汚水タンク１２内の汚水１４中に噴出させることを特徴とする汚水浄化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の汚水浄化装置において、
前記汚水タンク１２は新たな汚水の流入する流入口５４と、オーバーフローした浄化後の汚水の排出口５６以外の部分が密閉されていることを特徴とする汚水浄化装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の汚水浄化装置において、
前記給水管２８から分岐配管３２を通じて前記浄化後の汚水１４が供給され、戻り配管３８を通じてオードーフローした汚水１４が汚水タンク１２に戻る洗水タンク２２を備え、この洗水タンク２２から便器２４に対して洗浄水が供給され、便器２４から洗浄水がトラップ４０を通じて汚水タンク１２に流入するように構成されたことを特徴とする汚水浄化装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の汚水浄化装置において、
屋根５８上に雨水を貯留する雨水タンク４６を設け、この雨水を雨水排水管４８を通じて受け入れ、汚水タンク１２からオーパーフローした汚水１４を汚水排水管５０を通じて受け入れて、雨水と汚水とを混合してから外部に排水する排水混合タンク５２を備えたことを特徴とする汚水浄化装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、公衆トイレ等の汚水の脱臭、殺菌、浄化等を行う汚水浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水の完備していない場所に設けられた公衆トイレは、水洗式を採用できないので、強力な脱臭や殺菌等の処理が必要である。その目的のために、オゾンを使用した処理技術が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２０４６２９号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
既知の従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。
観光地等に設けられた水洗式を採用できないトイレの場合には、汚水を汚水タンクに蓄積して汚水処理場に搬送している。従って、維持管理費が高くなるという問題がある。また、震災等の被災地では、下水設備が回復しないために水洗式トイレを採用できない。汚水を遠隔地の汚水処理場に運搬するのは容易でなく、環境を悪化させる原因になる。
上記の課題を解決するために、本考案は、脱臭のみならず、殺菌し漂白し浄化することにより、環境を汚さずに排水ができる、汚水浄化装置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】
【０００５】
以下の構成はそれぞれ上記の課題を解決するための手段である。
〈構成１〉
汚水タンク１２内の汚水１４を吸い上げて給水管２８に圧送するポンプ１６と、前記汚水１４中に沈められ、前記ポンプ１６から前記給水管２８を通じて汚水１４を流路３４に受け入れるベンチュリ管１８と、気中放電によりオゾンを発生させ、前記ベンチュリ管１８で発生する負圧により、前記オゾンを含む空気を、給気管２６を通じて、前記ベンチュリ管１８の前記流路３４の内径を絞った部分に設けた開口３６に供給するオゾン発生器２０とを備え、前記ベンチュリ管１８は、前記汚水１４と前記オゾンを混合したものを前記汚水タンク１２内の汚水１４中に噴出させることを特徴とする汚水浄化装置。
【０００６】
〈構成２〉
構成１に記載の汚水浄化装置において、前記汚水タンク１２は新たな汚水の流入する流入口５４と、オーバーフローした浄化後の汚水の排出口５６以外の部分が密閉されていることを特徴とする汚水浄化装置。
【０００７】
〈構成３〉
構成１または２に記載の汚水浄化装置において、前記給水管２８から分岐配管３２を通じて前記浄化後の汚水１４が供給され、戻り配管３８を通じてオードーフローした汚水１４が汚水タンク１２に戻る洗水タンク２２を備え、この洗水タンク２２から便器２４に対して洗浄水が供給され、便器２４から洗浄水がトラップ４０を通じて汚水タンク１２に流入するように構成されたことを特徴とする汚水浄化装置。
【０００８】
〈構成４〉
構成１乃至３のいずれかに記載の汚水浄化装置において、屋根５８上に雨水を貯留する雨水タンク４６を設け、この雨水を雨水排水管４８を通じて受け入れ、汚水タンク１２からオーパーフローした汚水１４を汚水排水管５０を通じて受け入れて、雨水と汚水とを混合してから外部に排水する排水混合タンク５２を備えたことを特徴とする汚水浄化装置。
【考案の効果】
【０００９】
〈構成１の効果〉
放電によってオゾン発生器２０は発熱するからオゾンを含む空気の温度は高い。汚水１４中に沈められたベンチュリ管１８に給気管２６を通じてオゾンを含む空気が供給される。さらにベンチュリ管１８は、汚水１４とオゾンを混合したものを汚水タンク１２内の汚水１４中に噴出させる。従って、オゾンを含む空気が十分に冷却されて、高い濃度のオゾンが汚水に混入される。しかも、ポンプ１６とオゾン発生器２０とを連続運転すると、汚水がそのまま外部に排水できる程度まで浄化される。
〈構成２の効果〉
密閉された汚水タンク１２の内部でポンプ１６を連続運転してオゾンを汚水１４中に混入させると、効率よく、高いレベルで汚水が浄化される。また、汚水に溶け込まなかったオゾンが汚水の水面上で消臭効果を発揮する。
〈構成３の効果〉
汚水タンク１２と洗水タンク２２とを分岐配管３２と戻り配管３８を通じて連結し、洗水タンク２２の内部に供給される洗浄水も、ポンプ１６により繰り返しオゾンを供給されるように循環する。その一部を便器２４の洗浄用として利用することができる。
〈構成４の効果〉
汚水タンク１２からオーパーフローした浄化済みの汚水１４を、雨水と混合して希釈してから排水できるので、環境を汚染することなく運用ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１の汚水浄化装置１０を示す縦断面図である。
【図２】ベンチュリ管１８の縦断面図である。
【図３】浄化後の汚水の成分分析結果を示すデータである。
【図４】実施例２の汚水浄化装置１０を示す縦断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１１】
以下、本考案の実施の形態を実施例毎に詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は実施例１の汚水浄化装置１０を示す縦断面図である。また、図２は、ベンチュリ管１８の縦断面図である。
図１は、建築作業現場や高速道路で使用される仮設トイレの主要部横断面図である。本考案の装置はトイレの汚物のうちの、固形分以外の汚水、主として小水を浄化するためのものである。仮設トイレの床下部分に、この汚水を収容する汚水タンク１２が設けられている。床上には便器２４が配置されている。天井部分の図示は省略してある。
【００１３】
この汚水タンク１２内には、内部に収容された汚水１４を吸い上げて、圧送するポンプ１６が設置されている。一人用の仮設トイレでは、例えば、外径も高さも１０ｃｍ程度の電気ポンプを使用することができる。ポンプ１６には、給水管２８を介してベンチュリ管１８が接続されている。ベンチュリ管１８は、汚水１４中に沈められ、ポンプ１６から給水管２８を通じて汚水１４を受け入れる。ベンチュリ管１８の温度を常温の汚水１４の温度に維持するために、ベンチュリ管１８は汚水１４の水面から上に出ることがないように固定することが好ましい。
【００１４】
オゾン発生器２０は床上の室内に配置される。オゾン発生器２０は、外から空気を吸入して気中放電によりオゾンを発生させる構造のものである。これは既知のものを採用することができる。本考案の装置では、オゾン発生器２０に吸排気機能を設ける必要が無い。ベンチュリ管１８は、汚水１４中に沈められた場所に配置されている。このベンチュリ管１８は、図２に示すように、ポンプ１６から給水管２８を通じて圧送される汚水１４を通過させるための流路３４を有する。
【００１５】
汚水の流路３４の内径を絞った部分には開口３６が設けられ、この開口３６にオゾン発生器２０に一端を接続した給気管２６が接続されている。ベンチュリ管１８の流路３４に圧送された汚水は、流路３４の内径を絞った部分で流速を速める。そして、開口３６を通じて給気管２６の内部を減圧する。その結果、給気管２６を通じて、オゾン発生器２０からオゾンを含む空気を吸引する。この空気は汚水と混合されて、汚水タンク１２中の汚水１４中に噴出される。
【００１６】
攪拌されて汚水１４と混合されたオゾンを含む空気は、微少な泡になって汚水１４中を上昇する。その一部は汚水１４の水面から大気中に放出され、汚水１４の水面上方の消臭を行う。また、汚水１４中を微細な気泡が移動すると、オゾンが汚水と接触して汚水の消臭、消毒、漂白機能を発揮する。
【００１７】
多くの気泡は周辺の汚水１４とともに再びポンプ１６に吸い込まれて給水管２８を通じてベンチュリ管１８に圧送される。その汚水は、ベンチュリ管１８で再び攪拌されて、さらに新たなオゾンを含む空気が混入される。ポンプ１６とオゾン発生器２０を連続運転して、汚水１４を循環させると、汚水中に十分な濃度のオゾンが供給され続ける。オゾンは微細な気泡になって汚水１４中に滞留し、汚水の消臭、消毒、漂白機能を発揮する。
【００１８】
実験によれば、汚水１４は浄化されて無色無臭の透明の水になり、通常の使用では、汚水１４は常に浄化されたままの状態が維持される。そこで、この実施例では、床上に設けた便器２４を洗浄するために、汚水１４を使用する。便器２４の上方に設けた洗水タンク２２に対して、ポンプ１６から給水管２８と分岐配管３２を通じて、浄化後の汚水１４が供給される。洗水タンク２２でオーバーフローした汚水１４は、戻り配管３８を通じて汚水タンク１２に戻る。即ち、洗水タンク２２内の汚水も汚水タンク１２内の汚水も共に循環して、繰り返し１８により浄化される。
【００１９】
この洗水タンク２２から、タイマーバルブ３０を介して、便器２４に、一定時間おきに洗浄水が一定量だけ供給される。タイマーバルブ３０は電気で制御されるもので、広く多用されている既知の装置を採用するとよい。この図の実施例では、商用電源を取り入れる電源４２から、タイマーバルブ３０とオゾン発生器２０とポンプ１６に電気配線が接続され、これらを駆動している。
【００２０】
図１に示した汚水タンク１２は、新たな汚水の流入する流入口５４と、オーバーフローした浄化後の汚水の排出口５６以外の部分が密閉されている。オゾンの流失を防ぎ、臭気を閉じ込めるためである。便器２４からは、使用時の小水や洗浄水がトラップ４０を通じて汚水タンク１２に流入する。洗水タンク２２から便器２４に供給される分だけ汚水が汚水１４に流れ込めば、汚水タンク１２を密閉しても、汚水タンク１２の内圧が高まることはない。従って、汚水タンク１２から臭気が床上の室内に流れ出さない。また、実験によれば、便器２４から流れ込んだ汚水はすぐに浄化されるので、全く悪臭がしない快適なトイレを実現できた。
【００２１】
ベンチュリ管１８は、ポンプ１６の負荷を考慮するとあまり大型にはできない。従って、大きくても例えば、全長が１０ｃｍ、内径が数ｃｍ以下のものが適する。オゾン発生器２０は放電により発熱するから、オゾン発生器２０から出る空気は温度が高い。ベンチュリ管１８をオゾン発生器２０とを大気中に配置して使用すると、給気管２６とベンチュリ管１８の温度が上昇する。
【００２２】
温度が高い状態では、オゾンを含む空気と汚水とを混合したとき、オゾンを含む空気の泡が大きくなり、汚水中に滞留する時間が短くなる。オゾンの泡径が小さいほど長時間汚水中に滞留して汚水を浄化する。即ち、多量の微少な泡が汚水中に滞留して汚水の消臭、消毒、漂白機能を発揮する。そこで、本考案では、ベンチュリ管１８を汚水１４中に沈めて、常温を維持するようにした。
【００２３】
これにより、ベンチュリ管１８で、オゾン発生器２０から流入する空気が強制冷却される。また、オゾンを含む空気は、汚水中のベンチュリ管１８で断熱膨張するから、その作用で温度が低下する。そのため、高い濃度のオゾンが汚水１４に混入され、十分な脱臭や殺菌が可能になる。ベンチュリ管１８を熱伝導の良い金属製にしておくと、上記の効果をより確実に発揮する。
【００２４】
図３は、浄化後の汚水の成分分析の結果を示すデータである。
以上の構成の本考案の装置は、実験によれば、予想を上回る著しい効果を発揮した。実験では、汚水タンク１２中の汚水は、浄化処理によって、無色無臭で成分分析をしてもそのまま川等に排水できるほどのレベルに達した。
【００２５】
なお、この実験では、汚水タンクは、容量が４５０リットル、ポンプの吐出量は毎秒２８０ｃｃ、オゾン発生量は毎時間１５０ｍｇで、消費電力は２００Ｗ、２４時間運転をした。図の表は、連続運転をしながら汚水タンクに３分の２ほど汚水が収容された状態で、運転中の汚水タンクから採取した汚水の浄化の程度を分析した結果である。無色透明無臭で、生物化学的酸素消費量も懸濁物質もｐＨ濃度も、十分に排水基準を満たす結果を得た。
【００２６】
一方、タンクやオゾン発生装置を汚水タンクの外部の床上あるいは屋外に設置して同レベルの浄化を行こともできる。しかし、それには、２倍以上の吐出量のポンプを使用し、高濃度のオゾンを発生させて処理する装置を使用しなければならなかった。また、その場合には、大気中に無駄に放出されるオゾンの量が多くなり、オゾン臭が使用感を阻害するという問題が生じた。
【実施例２】
【００２７】
図4は、実施例２の汚水浄化装置１０を示す縦断面図である。
図4の装置は、例えば、上水道や下水道が整備されていない場所への設置に適する。この場合には、電源を太陽電池により供給することもできる。また、電気の供給は可能でも、上下水道の復旧が進んでいない風水害や地震の被災地等に設置するのに適する。
【００２８】
この装置には、トイレの排水口５６上に、雨水を貯留する雨水タンク４６を設置した。雨水タンク４６は、雨天の際に自動的に雨水を蓄積する。この雨水は、水栓４５を通じて手洗い器４４に供給される。即ち、手洗いの水には、雨水を使用する。なお、雨水を清潔に保つために、汚水タンク１２に設けたものと同様のポンプ１６やベンチュリ管１８を雨水タンク４６の内部に取りつけても良い。オゾン発生器２０は兼用できる。
【００２９】
また、この雨水を、汚水タンク１２の汚水を排水する際に利用する。即ち、たとえ無色無臭で透明な状態まで汚水が浄化されたとしても、そのまま地面に浸透させるには問題があることもある。そこで、汚水タンク１２が一杯になったときには、オーバーフローする分を排水混合タンク５２に入れる。そして、雨水を雨水排水管４８を通じて排水混合タンク５２に入れて濃度を薄める。雨水と汚水とを混合してから外部に排水するようにすれば、環境を汚染することがない。
【符号の説明】
【００３０】
１０  汚水浄化装置
１２  汚水タンク
１４  汚水
１６  ポンプ
１８  ベンチュリ管
２０  オゾン発生器
２２  洗水タンク
２４  便器
２６  給気管
２８  給水管
３０  タイマーバルブ
３２  分岐配管
３４  流路
３６  開口
３８  戻り配管
４０  トラップ
４２  電源
４４  手洗い器
４５  水栓
４６  雨水タンク
４８  雨水排水管
５０  汚水排水管
５２  排水混合タンク
５４  流入口
５６  排水口
５８  屋根  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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