(57)【要約】【課題】安定した色度の処理水が得られる循環式水洗トイレ及び循環式水洗トイレの汚水浄化方法を提供すること。【解決手段】循環式水洗トイレ１では、水洗便器５からの汚水に含まれる有機物を生物処理槽６で分解すると共に硝化及び脱窒処理する。生物処理槽６で生物処理された生物処理水は、ろ過槽７にて固液分離され、ろ過水は脱色槽８でオゾンにより酸化・脱色処理される。酸化処理（脱色）された処理水は、処理水タンク１０に一旦貯められ、水洗便器５に戻されて洗浄水として再利用される。処理水の色度が色度計９により連続・間欠的に計測され、色度に基づいて制御装置１１がポンプ１２を制御して易分解性有機物タンク１３に貯蔵された易分解性有機物を生物処理槽６に供給する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水洗便器と、当該水洗便器からの汚水を受け入れ、汚水中の有機物を分解するとともに硝化及び脱窒処理する生物処理槽と、当該生物処理槽で生物処理された生物処理水を固液分離するろ過槽と、当該ろ過槽で固液分離されたろ過水中にオゾンガスを吹き込むことにより前記ろ過水を脱色する脱色槽とを有し、脱色槽で脱色処理された処理水を洗浄水として前記水洗便器に循環させるようにした循環式水洗トイレにおいて、
前記脱色槽で脱色処理された処理水の色度を連続的又は間欠的に計測する色度計測手段と、
前記生物処理槽に易分解性有機物を供給する有機物供給手段と、
前記処理水の色度が予め定められた設定値を超えたときに、前記生物処理槽に一定量の前記易分解性有機物を供給するように前記有機物供給手段を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする循環式水洗トイレ。
【請求項２】
水洗便器から汚水を受け入れ、その汚水中の有機物を分解するとともに硝化及び脱窒処理する生物処理工程と、
当該生物処理工程において生物処理された生物処理水を固液分離するろ過工程と、
当該ろ過工程において固液分離されたろ過水中にオゾンガスを吹き込むことにより前記ろ過水を脱色する脱色工程と、
当該脱色工程において脱色処理された処理水の色度を連続的又は間欠的に計測する色度計測工程と、
当該色度計測工程において計測された前記処理水の色度が予め定められた設定値を超えたときに、前記生物処理工程に一定量の易分解性有機物を供給する有機物供給工程とからなる循環式水洗トイレの汚水浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚水を浄化し洗浄水として水洗便器に循環させる循環式水洗トイレ及び循環式水洗トイレの汚水浄化方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、汚水を浄化し洗浄水として水洗便器に循環させる循環式水洗トイレが開発され、実用化されている。図５に示すように、従来の循環式水洗トイレ１００は、水洗便器１０５からの汚水がまず生物処理槽１１０で有機物分解、硝化及び脱窒処理をされた後、ろ過槽１２０で固液分離される。固液分離されたろ過水は、脱色槽１４０に入り、脱色槽１４０にオゾンが吹き込まれて酸化により脱色され、処理水タンク１５０に一旦蓄えられる。そして、蓄えられた処理水は処理水タンク１５０から洗浄水として水洗便器１０５に戻される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の構成の循環式水洗トイレでは、有機物処理は十分行えるが、汚水の性状によっては窒素除去が不十分にとどまる場合がある。特に、汚水中に尿の割合が高い場合には、窒素分が有機物に比べて過剰となり、窒素の除去が不十分になりやすい。このような場合には、硝化過程又は脱窒過程において発生した亜硝酸が蓄積されることとなる。亜硝酸が蓄積されたままろ過水が脱色槽１４０に入ると、オゾンを消費することにより亜硝酸が酸化して硝酸となる。このため、脱色に使用されるべきオゾンの量が減少してしまい、脱色効果が低下して処理水の色度が高くなり、使用者に不快感を与える問題があった。
【０００４】
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであり、安定した色度の処理水が得られる循環式水洗トイレ及び循環式水洗トイレの汚水浄化方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の循環式水洗トイレは、水洗便器と、当該水洗便器からの汚水を受け入れ、汚水中の有機物を分解するとともに硝化及び脱窒処理する生物処理槽と、当該生物処理槽で生物処理された生物処理水を固液分離するろ過槽と、当該ろ過槽で固液分離されたろ過水中にオゾンガスを吹き込むことにより前記ろ過水を脱色する脱色槽とを有し、脱色槽で脱色処理された処理水を洗浄水として前記水洗便器に循環させるようにした循環式水洗トイレにおいて、前記脱色槽で脱色処理された処理水の色度を連続的又は間欠的に計測する色度計測手段と、前記生物処理槽に易分解性有機物を供給する有機物供給手段と、前記処理水の色度が予め定められた設定値を超えたときに、前記生物処理槽に一定量の前記易分解性有機物を供給するように前記有機物供給手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
この構成の循環式水洗トイレでは、生物処理槽が水洗便器から受け入れた汚水中の有機物を分解するとともに硝化及び脱窒処理して生物処理水としてろ過槽に送る。次いで、ろ過槽が生物処理水を固液分離する。固液分離されたろ過水は、脱色槽に送られて、脱色槽にてオゾンガスを吹き込まれて脱色処理される。さらに、色度計測手段が脱色処理された処理水の色度を計測し、その色度が予め定められた設定値を超えると、制御手段が有機物供給手段を制御して生物処理槽に一定量の易分解性有機物を供給する。また、脱色処理された処理水は洗浄水として水洗便器に循環される。このようにして計測した処理水の色度が高くなる原因としては、汚水中の窒素分が有機物に比べて過剰（Ｃ／Ｎ比が小さい）であるために、生物処理槽において窒素除去が十分行われず、亜硝酸が蓄積してしまうことが考えられる。この結果、脱色槽において亜硝酸がオゾンから酸素を得て硝酸となるために、脱色処理にオゾンを十分使用することができなくなる。このような場合に生物処理槽に易分解性有機物を供給すれば、脱窒処理が促進されて亜硝酸の蓄積を抑え、オゾンの供給量を増加しなくても脱色槽において十分脱色処理を行うことができ、安定した色度の処理水を得ることができる。
【０００７】
請求項２に記載の循環式水洗トイレの汚水浄化方法は、水洗便器から汚水を受け入れ、その汚水中の有機物を分解するとともに硝化及び脱窒処理する生物処理工程と、当該生物処理工程において生物処理された生物処理水を固液分離するろ過工程と、当該ろ過工程において固液分離されたろ過水中にオゾンガスを吹き込むことにより前記ろ過水を脱色する脱色工程と、当該脱色工程において脱色処理された処理水の色度を連続的又は間欠的に計測する色度計測工程と、当該色度計測工程において計測された前記処理水の色度が予め定められた設定値を超えたときに、前記生物処理工程に一定量の易分解性有機物を供給する有機物供給工程とからなる。
【０００８】
この構成の循環式水洗トイレの汚水浄化方法では、水洗便器から受け入れた汚水中の有機物を分解するとともに硝化及び脱窒処理し、処理された生物処理水を固液分離してろ過し、ろ過水中にオゾンガスを吹き込むことによりろ過水を脱色する。そして、脱色処理された処理水の色度を連続的又は間欠的に計測し、計測された処理水の色度が予め定められた設定値を超えたときに、一定量の易分解性有機物を供給する。このようにして計測した処理水の色度が高くなる原因としては、汚水中の窒素分が有機物に比べて過剰（Ｃ／Ｎ比が小さい）であるために、生物処理槽において亜硝酸が硝酸に変化せずに亜硝酸のまま蓄積し、窒素除去が十分行われないままに終わってしまうことが考えられる。この結果、亜硝酸がオゾンから酸素を得て硝酸となるために、脱色処理にオゾンを十分使用することができなくなる。このような場合に易分解性有機物を供給すれば、脱窒処理が促進されて亜硝酸の蓄積を抑え、オゾンの供給量を増加しなくても十分脱色処理を行うことができ、安定した色度の処理水を得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した汚水浄化装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。まず、循環式水洗トイレ１の構成について図１及び図２を参照して説明する。図１は、本実施形態の循環式水洗トイレ１の概念図、図２は、本実施形態の循環式水洗トイレ１の構成図である。図１に示すように、循環式水洗トイレ１は、水洗便器５と、水洗便器５からの汚水を受け入れ、汚水に含まれる有機物を分解すると共に硝化及び脱窒処理する生物処理槽６と、生物処理槽６で生物処理された生物処理水を固液分離するろ過槽７と、ろ過水をオゾンによって酸化・脱色処理する脱色槽８と、脱色槽８で酸化・脱色処理された処理水を一旦貯めておく処理水タンク１０と、脱色槽８で酸化・脱色処理された処理水の色度を計測する色度計９と、色度計９で計測した色度に基づいてポンプ１２を制御する制御装置１１と、制御装置１１からの信号に基づき易分解性有機物タンク１３に貯蔵された易分解性有機物を生物処理槽６に一定量供給するポンプ１２とから構成されている。
【００１０】
生物処理槽６は、図２に示すように、汚水中のアンモニアを硝化処理して硝酸に変換する曝気槽６ｂと、曝気槽６ｂで硝化処理された硝酸を脱窒処理して窒素ガスに変換する脱窒槽６ａとから構成されており、各槽が仕切られた状態となっている。水洗便器５からの汚水は、脱窒槽６ａを通り、汚水中のアンモニアが曝気槽６ｂで硝化処理されて硝酸に変換される。生物処理槽６で有機物分解された生物処理水は、その後ろ過槽７でろ過膜７ａによって固液分離される。そして、ろ過槽７で固液分離されたろ過水は、脱色槽８にてオゾン発生器１８で発生したオゾンによって酸化脱色処理されることになる。尚、曝気槽６ｂとろ過槽７とは、エアーブロワー１７ａに接続されており、エアーブロワー１７ａで発生した高圧の空気が散気管１７ｂ，１７ｃを通じて各槽に送り込まれるようになっている。さらに、脱窒槽６ａは、図２に示すように攪拌機１５により活性汚泥と汚水が撹拌され、活性汚泥中の微生物と有機物等の接触が促進されるようになっている。
【００１１】
また、図２に示すように、ろ過槽７での固液分離による残留汚泥は、循環ポンプ（図示せず）によって循環されて、生物処理槽６の脱窒槽６ａに流入する。脱窒槽６ａでは、流入した汚泥に含まれる硝酸が脱窒処理されて窒素ガスとして大気中に放出される。また、ろ過槽７で固液分離されたろ過水は、脱色槽８で、オゾン発生器１８で発生したオゾンによって酸化処理され、ろ過水中の色度成分が分解されることにより脱色される。それと共に、脱色槽８では、ろ過水中の難生物分解性有機物が易分解性有機物に変換される。ここで、曝気槽６ｂで行われる硝化処理においてアンモニアから亜硝酸に変化するにとどまり、硝酸化しなかった場合、脱色槽８において亜硝酸がオゾンから酸素を得て硝酸となる。脱色槽８で酸化処理（脱色）された処理水は、処理水タンク１０に一旦貯められる。そして、循環ポンプ（図示せず）によって水洗便器５に戻され、洗浄水として再利用される。処理水は、必ずしも処理水タンク１０に貯めなければならないものではなく、脱色槽８から直接、循環ポンプによって水洗便器５に戻すようにしてもよい。
【００１２】
ここで、脱色槽８から処理水タンク１０に至る配管には、色度計９が設置されている。本実施形態で使用している色度計９は、透過光測定法を用いるものであり、これは、計測する水の淡黄色から黄褐色の程度を吸光光度法により波長３９０ｎｍ付近の吸光度で測定するものである。連続式の色度計を用いれば、連続して又は間欠的に色度を計測することができる。色度計９は、脱色槽８において酸化処理された後の処理水の色度を計測し、計測結果を制御装置１１に送出する。制御装置１１では、受け取った色度を予め設定した色度（本実施形態では１００度）と比較し、設定値を超えた場合にはポンプ１２を動作させるように制御する。
【００１３】
有機物供給手段の構成要素であるポンプ１２は、周知のチューブポンプ等の送液ポンプであり、制御装置１１からの動作信号に従って動作し、一定量の易分解性有機物を易分解性有機物タンク１３から脱窒槽６ａに送出し、また、制御装置１１からの停止信号に従って停止し、易分解性有機物の送出を停止する。有機物供給手段はポンプに限らず、重力滴下をソレノイドで開閉するように構成してもよい。脱窒槽６ａに供給する易分解性有機物は、微生物による脱窒作用が発揮できるものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、酢酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、グルコース、メタノール等が挙げられる。また、ここでは易分解性有機物を液状で供給しているが、一定量を供給できる形態であれば液状に限られるものではなく、例えばタブレットや粉末等の固形物を一定量計量して落下させるように構成してもよい。
【００１４】
次に、図３を参照して制御装置１１によるポンプ１２の制御について説明する。図３は、制御装置１１のポンプ制御処理のフローチャートである。まず、色度計９が計測した処理水の色度を受信する（Ｓ１）。そして、その色度が１００度以上かどうかを判断する（Ｓ３）。１００度以上になると、オゾンによる脱色効果が低下していると判断するものである。１００度以上になると、かなり黄色味が強く感じられ、使用者に不快感を与えるおそれが強くなる。色度が１００度以上であれば（Ｓ３：ＹＥＳ）、ポンプ１２に運転信号を送信する（Ｓ５）。運転信号を受けて、ポンプ１２は、一定量の易分解性有機物を易分解性有機物タンク１３から脱窒槽６ａに送出させる。易分解性有機物が供給されると、脱窒槽６ａにおいて脱窒処理が促進され、亜硝酸の蓄積が低下する。このため、徐々に色度は低下していくことになる。
【００１５】
色度が１００度以上でなければ（Ｓ３：ＮＯ）、処理水の色度は正常であると判断し、ポンプ１２に停止信号を送信する（Ｓ７）。停止信号を受けて、ポンプ１２は、動作している場合には易分解性有機物の送出を停止する。既に停止している場合には、停止したままなにも行わない。制御装置１１は、以上の処理を繰り返し行う。
【００１６】
このように、ポンプ１２は色度計９により計測された色度に基づいて動作し、易分解性有機物を易分解性有機物タンク１３から脱窒槽６ａに送出させる。尚、このポンプ１２は、あらかじめ設定した時間間隔で間欠的に運転されるようになっており、運転信号を連続的に受信しても設定時間が経過しなければ運転されない。また、使用者の少ない夜間等の時間帯に集中してポンプ１２を運転するようにしてもよい。
【００１７】
以上説明したように、本実施形態の循環式水洗トイレによれば、脱色槽８において脱色処理された処理水の色度を連続又は間欠的に監視し、その色度が１００度以上になった場合には、ポンプ１２を制御して易分解性有機物を脱窒槽６ａに供給し、脱窒槽６ａにおける脱窒処理を促進している。これにより、ろ過水における亜硝酸の蓄積が緩和され、脱色槽８においてオゾンが脱色処理に十分使用できるようになり、色度が回復する。従って、オゾンを追加することなく安定した色度の処理水を得ることができる。特に、汚水の有機物と窒素分の比率の変動が大きい場合にも対応できる効果がある。
【００１８】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、各種の変形が可能である。例えば、図４に示すのは、別の形態のポンプ制御処理のフローチャートである。この実施形態では、色度が１００度以上になった場合にポンプ１２を動作させ、易分解性有機物を脱窒槽６ａに供給し、動作を継続した結果色度が４０度を下回った時に停止させるように制御している。具体的には、まず、色度計９において計測された処理水の色度を受信する（Ｓ１１）。そして、その色度が１００度以上かどうかを判断する（Ｓ１３）。色度が１００度以上であれば（Ｓ１３：ＹＥＳ）、ポンプ１２に運転信号を送信する（Ｓ１５）。運転信号を受けて、ポンプ１２は、一定量の易分解性有機物を易分解性有機物タンク１３から脱窒槽６ａに送出させる。易分解性有機物が供給されると、脱窒槽６ａにおいて脱窒処理が促進され、亜硝酸の蓄積が低下する。このため、徐々に色度は低下していく。そして、再び色度計９から色度を受信し（Ｓ１７）、尚色度が４０度以上であれば（Ｓ１９：ＹＥＳ）、継続してポンプ１２に運転信号を送信する（Ｓ１５）。ポンプ１２は、これを受けて、継続して一定量の易分解性有機物を易分解性有機物タンク１３から脱窒槽６ａに送出させる。そして、色度が４０度を下回るまでＳ１５〜Ｓ１９を繰り返す。尚、ポンプ１２は、上記実施形態と同様に間欠運転されている。色度が４０度以上でなくなれば（Ｓ１９：ＮＯ）、処理水の色度は正常に戻ったと判断し、ポンプ１２に停止信号を送信する（Ｓ２１）。Ｓ１１で受信した色度が１００度以上でなければ（Ｓ１３：ＮＯ）、処理水の色度は正常であると判断し、ポンプ１２に停止信号を送信する（Ｓ２１）。停止信号を受けて、ポンプ１２は、動作している場合には易分解性有機物の送出を停止する。既に停止している場合には、停止したままなにも行わない。この実施形態では、色度を継続して監視し、通常中水の上限といわれる４０度になった時点で易分解性有機物の供給を停止している。供給を止める色度は４０度に限らず、設置環境に合わせて適宜設定することができる。
【００１９】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、請求項１に記載の循環式水洗トイレによれば、処理水の色度を連続的又は間欠的に計測するので、色度が高くなった場合には生物処理槽に易分解性有機物を供給して脱窒処理を促進させ、色度が高くなる原因の一つである亜硝酸の蓄積を解消することができる。従って、過剰な亜硝酸によりオゾンの脱色処理が追いつかない状態も解消されるので、オゾンの供給量を増加しなくても脱色槽において十分脱色処理を行うことができ、安定した色度の処理水を得ることができる。
【００２０】
請求項２に記載の循環式水洗トイレの汚水浄化方法によれば、処理水の色度を連続的又は間欠的に計測するので、色度が高くなった場合には易分解性有機物を供給して脱窒処理を促進させ、色度が高くなる原因の一つである亜硝酸の蓄積を解消することができる。従って、過剰な亜硝酸によりオゾンの脱色処理が追いつかない状態も解消されるので、オゾンの供給量を増加しなくても十分脱色処理を行うことができ、安定した色度の処理水を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の循環式水洗トイレ１の概念図である。
【図２】本実施形態の循環式水洗トイレ１の構成図である。
【図３】制御装置１１のポンプ制御処理のフローチャートである。
【図４】別の形態のポンプ制御処理のフローチャートである。
【図５】従来の循環式水洗トイレ１の概念図である。
【符号の説明】
１　　循環式水洗トイレ
５　　水洗便器
６　　生物処理槽
７　　ろ過槽
８　　脱色槽
９　　色度計
１１　　制御装置
１２　　ポンプ
１３　　易分解性有機物タンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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