(57)【要約】【課題】汚水を処理して中水を得るとともにトイレの洗浄水として利用するための合理的な構成技術を提供する。【解決手段】被処理水を処理して中水を得る中水処理槽１０１と、給水タンク１０６を有するトイレ１０５と、中水処理槽１０１からの中水をトイレ給水タンク１０６へと送る中水供給経路１０２と、トイレ給水タンク１０６へと上水を供給する上水供給経路１０７と、上水供給量調整手段１０８とを有し、上水供給量調整手段１０８につき、中水供給経路１０２を通じてトイレ給水タンク１０６へと供給される中水の供給量に応じて当該トイレ給水タンク１０６への上水供給量を調整することが可能な中水処理システムを構成する。【選択図】    図１
2004230238.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水を処理して中水を得る中水処理装置と、
給水タンクを有するトイレと、
前記中水処理装置によって得られた中水を前記給水タンクへと送る中水供給経路と、
前記給水タンクへと上水を供給する上水供給経路と、
上水供給量調整手段とを有する中水処理システムであって、
前記上水供給量調整手段は、前記中水供給経路を通じて前記給水タンクへと供給される中水の供給量に応じて当該給水タンクへの上水供給量を調整することが可能に構成されていることを特徴とする中水処理システム。
【請求項２】
請求項１に記載の中水処理システムであって、
前記中水処理装置は、少なくとも好気処理槽と、当該好気処理槽よりも下流側の貯水槽とを有する中水処理槽として構成され、
前記中水供給経路は、前記貯水槽と前記給水タンクを連接するとともに、当該中水供給経路上に給水ポンプが配置されていることを特徴とする中水処理システム。
【請求項３】
中水処理装置によって被処理水を処理することで中水を得るステップと、
当該中水をトイレの給水タンクへと送るステップと、
前記給水タンクへ上水を供給するステップと、
前記給水タンクへの中水の供給量に応じて、当該給水タンクへの上水供給量を調整するステップを有することを特徴とする中水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、汚水を処理し中水として利用するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
浄化槽の一例として、例えば浴室排水や雨水等の被処理水を処理してトイレの洗浄用水、庭木の散水用水等の中水として利用する中水利用装置の構成が特開２００１−１３７８７１号に開示されている。この公報では、汚濁物質の濃度の高低に応じて、中水利用装置を含む複数の処理系統を有するハイブリッドタイプの浄化槽が開示されている。
【０００３】
このハイブリッド浄化槽における中水利用装置では、複数の処理槽における処理を経た被処理水が、消毒槽を通じて貯水槽に送られた後、ポンプを用いて中水供給経路に放出されるよう構成される。ところで、かかる中水処理槽を介して得られた中水をトイレや散水用水として用いること自体は公知であるものの、例えばトイレについてみれば、かかる中水の供給態様の合理的な構築技術について更なる創意工夫を講じる必要がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１３７８７１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、汚水を処理して中水を得るとともにトイレの洗浄水として利用するための合理的な構成技術を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するため、各請求項記載の発明が構成される。
請求項１に記載の発明によれば、被処理水を処理して中水を得る中水処理装置と、給水タンクを有するトイレと、中水処理装置によって得られた中水を給水タンクへと送る中水供給経路と、給水タンクへと上水を供給する上水供給経路と、上水供給量調整手段とを有する中水処理システムが構成される。「中水処理装置」は、典型的には、浄化槽の一態様として、生物処理槽等といった各種の処理槽がハウジング内に配置された中水処理槽によって構成するのが好ましい。中水処理装置によって処理される「被処理水」は、その汚濁物質濃度の高低を問わないものの、典型的には、浴室排水や雨水等といった比較的汚濁物質濃度の低い被処理水を用いるのが好ましい。また、中水処理装置はトイレの給水タンクに対して低位に配置されるのが多く、あるいは中水の安定供給の見地から、「中水供給経路」には中水供給ポンプを配設するのが好ましい。またトイレの「給水タンク」は、高所に設置されるハイタンクおよび便器近傍に配設されるロータンクのいずれも好適に包含するものとし、「上水供給経路」は、かかる給水タンクに対し、一般の上水道からの上水を導くよう構成するのが好ましい。
【０００７】
本発明における上水供給量調整手段は、中水供給経路を通じて給水タンクへと供給される中水の供給量に応じて、当該給水タンクへの上水供給量を調整するよう構成される。かかる構成により、トイレの給水タンクへの給水という中水の典型的な利用システムにおいて、中水と上水の各供給ラインを協働させ、合理的なシステムを構築することが可能となる。中水の各種の利用対象のうち、特にトイレの給水タンクは、利用者が給水量を常時に確認するものではなく、その反面、例えば停電や機器故障の場合であっても、給水の安定化に対する要請が比較的高く存する。このため、通常は中水供給経路を通じて給水タンクに中水を供給するとともに、当該中水の供給量が低減ないし停止した場合には、上水を適宜供給して給水タンクにおける水量低下を防止し、安定的な洗浄水供給を図るといった利用形態が可能となる。
【０００８】
なお本発明は、給水タンクへの上水の供給量の調整の手法に関し、例えば上水供給経路上に給水弁を設け、当該給水弁の開閉を制御するといった構成を好適に包含する。また当該給水弁の開閉制御に関しては、例えば中水供給量をモニターしつつマイクロコンピュータによって行なう態様、給水タンク内の水位に応じて上下動するフロート部材を配置し、当該フロート部材の上下動に応じて給水弁の開閉を行なう態様などを好適に包含する。さらに本発明は、上水供給経路状の給水弁を必要に応じてマニュアル開閉する態様をも好適に包含する。
【０００９】
（請求項２に記載の発明）
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の中水処理システムにおける中水処理装置は、少なくとも、好気処理槽と、当該好気処理槽よりも下流側の貯水槽とを有する中水処理槽として構成される。そして中水供給経路は、当該中水処理装置の貯水槽と給水タンクを連接するとともに、当該中水供給経路上に給水ポンプが配置されてなる。これにより、上記中水処理システムにおいて中水を給水タンクに供給するための具体的な態様が構成されることとなる。なお中水処理槽内の各処理槽として、上記好気処理槽および貯水槽以外に、夾雑物除去槽、嫌気処理槽、処理水槽、消毒槽などの全部または一部を適宜付設する構成としてもよい。
【００１０】
（請求項３に記載の発明）
請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の中水処理システムを用いた中水の処理方法と実質的に同等の構成を有する処理方法が構築可能とされることとなる。もちろん請求項２に記載された中水処理システムの構成要素と実質的に同等の構成要素を付加し、一層合理的な中水処理方法を構築することも可能である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態である中水処理システム１００および当該中水処理システム１００による汚水の処理方法について図面を参照しつつ説明する。このうち図１は中水処理システム１００の構成、図２は当該中水処理システム１００に用いられる中水処理槽１０１の構成をそれぞれ模式的に示す。
【００１２】
中水処理システム１００は、概括的に見て、中水処理槽１０１、中水供給経路１０２、中水供給ポンプ１０３、トイレ１０５、給水タンク１０６、上水供給経路１０７、流量調整バルブ１０８、流量調整コントローラ１０９を主体として構成されている。
【００１３】
このうち中水処理槽１０１は、流入した汚水を適宜処理して中水を得るための処理槽として構成されるものであり、本発明における「中水処理装置」に対応する要素である。なお特に図示しないものの、本実施の形態では、浴室排水や雨水等といった比較的汚濁物質濃度の低い被処理水が中水処理槽１０１において処理されて中水が得られるよう構成されている。中水供給経路１０２は、中水処理槽１０１を、トイレ１０５に隣接して設けられた給水タンク１０６へと連接する。
中水供給経路１０２途上には中水供給ポンプ１０３が設けられる。中水供給ポンプ１０３は、給水タンク１０６よりも低位に配置される中水処理槽１０１からの中水を当該給水タンク１０６に圧送するために用いられる。給水タンク１０６は、家屋内のトイレ１０５に隣接して設けられるとともに、貯留した洗浄用水をトイレ１０５に適宜給水する。なお特に図示しないものの、給水タンク１０６内には、フロート弁が配置されており、給水タンク１０６内の水位の上昇に伴って当該フロート弁が浮上して中水供給経路１０２を通じた中水の供給量を適宜調整する。
【００１４】
給水タンク１０６には、上記中水供給経路１０２と併せて、上水供給経路１０７が連接され、特に図示しない上水道からの上水が給水タンク１０６に導入可能に構成される。中水供給経路１０２および上水供給経路１０７は、それぞれ給水タンク１０６に設けられた注水口を利用して当該給水タンク１０６に接続される。従って、給水タンク１０６に格別の経路接続部を形成する必要がない。上水供給経路１０７の経路途上には流量調整バルブ１０８が配置されている。流量調整バルブ１０８は、上水供給経路１０７の流路断面積を変化させ、あるいは流路を遮断して上水の供給量を適宜調整する。本実施の形態では、当該流量調整バルブ１０８は流量調整コントローラ１０９による流量調整バルブ制御信号に基づいて開閉制御を受ける。流量調整バルブ１０８および流量調整コントローラ１０９は、本発明における「上水供給量調整手段」に対応する要素である。流量調整コントローラ１０９は、中水供給経路１０２に設けられた中水供給流量センサ（特に図示しない）からの中水供給量信号に基づいて流量調整バルブ１０８の開閉制御信号を生成する。具体的には、給水タンク１０６への中水供給量が所定の基準量以上の場合には、流量調整バルブ１０８が閉鎖されるように流量調整バルブ制御信号を生成し、所定の基準量を下回った場合には、流量調整バルブ１０８が開放されるように流量調整バルブ制御信号を生成する。
【００１５】
本実施の形態における中水処理槽１０１の詳細な構成が図２に示される。中水処理槽１０１は、被処理水が中水処理槽ハウジング１１０内に流入する流入部１１３側から、夾雑物除去槽１２１、嫌気処理槽１２３、生物処理槽１２５、処理水槽１２７、消毒装置１２９および貯水槽１３１の順で配列されるとともに、各処理槽は処理流路１１１によって適宜連通される。中水処理槽１０１内の各処理槽にて適宜汚水処理を受けた被処理水は、中水として貯水槽１３１から放出され、図１に示す中水給水ポンプ１０３を経由して給水タンク１０６へ送られる。
【００１６】
なお本実施の形態における中水処理槽１０１は、各種の汚濁物質濃度を有する被処理水（汚水）に対応することができるが、消毒装置１２９の下流側に貯水槽１３１を配置することで、処理された被処理水をトイレの洗浄用水として好適に利用することが可能とされている。なお、中水処理槽１０１に流入する被処理水の汚濁物質濃度が比較的低い場合には、上記夾雑物除去槽１２１、嫌気処理槽１２３等の構成を適宜省略するとともに、曝気槽や沈殿槽等を適宜配置して構成することも可能である。
【００１７】
流入部１１３を通じて中水処理槽ハウジング１１０内に流入した被処理水については、まず夾雑物除去槽１２１において、被処理水中の固形物等の夾雑物が固液分離されて当該被処理水から除去処理される。
【００１８】
夾雑物除去槽１２１で処理された被処理水は、処理流路１１１を通じて嫌気処理槽１２３へ移送される。嫌気処理槽１２３内には、特に図示しないものの、有機汚濁物を嫌気処理（還元処理）する嫌気性微生物が付着した濾材が設けられており、被処理水中の有機汚濁物が当該嫌気処理槽１２３内の嫌気性微生物によって適宜嫌気処理されることになる。
【００１９】
嫌気処理槽１２３において嫌気処理された被処理水は、次に生物処理槽１２５に移送される。生物処理槽１２５内には、特に図示しないものの、粒状担体が流動可能に充填された生物処理領域が形成されている。粒状担体は、中空円筒状に形成されるとともに、有機汚濁物を好気処理（酸化処理）する好気性微生物を多数付着させている。なお粒状担体の材質として、例えばパーライト、シラスバルーン、発泡コンクリート、活性炭、多孔質セラミック、多孔質ガラス等といった無機性担体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン等の合成樹脂担体を適宜用いることができる。かくして生物処理槽１２５では、通常運転時において生物処理領域に散気エアを供給することで好気処理が遂行される。
【００２０】
嫌気処理槽１２３における嫌気処理、および生物処理槽１２５における好気処理を経た被処理水は、処理流路１１１を通じて処理水槽１２７に送られる。本実施の形態における処理水槽１２７は被処理水における固液分離槽としての機能を併有する要素であり、当該処理水槽１２７において固形成分の沈降が促され、これによって被処理水の沈静化が行われる。次に処理水槽１２７内の被処理水は処理流路１１１を通じて消毒装置１２９に送られる。消毒装置１２９において消毒処理を受けた被処理水は、さらに処理流路１１１を通じて貯水槽１３１に送られる。被処理水は貯水槽１３１内に暫時貯水され、当該貯水の際に固形成分の更なる沈降が促される。貯水槽１３１において可能な限り清澄化された被処理水は、中水として放出部１３５を通じて、図１に示す中水供給経路１０２に放出され、トイレ１０５の給水タンク１０６に供給される。中水の供給に際しては、中水供給ポンプ１０３が用いられる。中水供給ポンプ１０３については、例えばエアリフトポンプや水中設置式ポンプ等によって適宜代替することが可能である。なお、処理水槽１２７内の被処理水の一部をエアリフトポンプ等によって夾雑物除去槽１２１等の上流側処理槽に還流し、再度上流側より処理を受ける構成としてもよい。
【００２１】
次に、上記のように構成される本実施の形態に係る中水処理システム１００に関し、その作用および使用方法について詳細に説明する。例えば浴室排水や雨水といった比較的汚濁物質濃度の低い汚水が、被処理水として図２に示す中水処理槽１０１に送られる。具体的には、図２に示す流入部１１３を通じて中水処理槽ハウジング１１０内に流入した被処理水は、夾雑物除去槽１２１において固液分離による夾雑物の除去処理を受け、嫌気処理槽１２３において嫌気処理を受け、生物処理槽１２５において好気処理を受ける。被処理水は更に処理水槽１２７における沈静化処理を受け、これにより中水が得られることとなる。
【００２２】
中水処理槽１０１によって得られた中水は、図１に示すように、中水供給ポンプ１０３を介し、中水供給経路１０２を通じてトイレ１０５に隣接する給水タンク１０６に送られる。このとき中水供給経路１０２上に配置された中水供給流量センサを通じ、流量調整コントローラ１０９が中水供給流量を適宜モニターしている。給水タンク１０６に送られた中水は、当該給水タンク１０６に貯留されつつ、所要に応じて適宜トイレ１０５の洗浄用水として適宜利用される。特に図示しないものの、給水タンク１０６内には水位に応じて上下動するフロート部材が配置されている。このフロート部材は、中水供給経路１０２を開閉する切替え弁に連動し、給水タンク１０６内の水位の上昇に応じて中水供給経路１０２から給水タンク１０６への給水調整が適宜行なわれる。これにより給水タンク１０６への中水供給が過剰とならないように構成されている。
【００２３】
なお中水処理槽１０１側から給水タンク１０６へと中水が正常に供給されている場合には、流量調整コントローラ１０９による流量調整バルブ制御信号１０９ｂを介して上水供給経路１０７側の流量調整バルブ１０８は閉鎖され、給水タンクへの上水の供給が規制された状態とされている。
【００２４】
ところで中水処理システムの運用に際し、例えば中水供給ポンプ１０３が故障したり、あるいは停電によって中水の供給に支障が生じたりする場合がある。この場合、中水処理槽１０１から給水タンク１０６への中水の供給が減少ないし停止することになるため、給水タンク１０６の貯水量が低減し、トイレ利用の際に支障をきたす可能性が生じ得る。本実施の形態では、このような場合、流量調整コントローラ１０９は、中水供給量信号１０９ａに基づき、流量調整バルブ制御信号１０９ｂを介して流量調整バルブ１０８を開放制御する。
【００２５】
従って本実施の形態によれば、通常は、中水処理槽１０１によって処理された中水をトイレ１０５の洗浄用水として利用することで資源の有効利用を図るとともに、例えば停電時、あるいは中水供給ポンプ１０３故障時のように、給水タンク１０６への中水の供給に支障が生じる場合には、流量調整コントローラ１０９が上水を給水タンク１０６に適宜に導くことで、給水タンク１０６における貯水量不足を未然に防止することが可能となる。これにより、汚水を処理して中水を得るとともにトイレの洗浄水として利用するための合理的な構成技術が提供されることとなった。
【００２６】
（第１の変更形態）
本発明の実施の形態の第１の変更形態につき、図３を参照しつつ説明する。なお当該変更形態は、上記発明の実施の形態における上水の流量調整手段の変更に関するものであり、共通する部材要素については、適宜その図示および詳細な説明を省略するものとする。本変更形態に係る中水処理システム２００では、トイレ２０５の給水タンク２０６に対する中水供給経路２０２からの中水の注水箇所に、フロート部材２０４ａを有する中水側流量調整バルブ２０４が設けられる。
また上水供給経路２０７から給水タンク２０６への上水の注水箇所には、フロート部材２０８ａを有する上水側流量調整バルブ２０８が設けられる。中水側流量調整バルブ２０４および上水側流量調整バルブ２０８は、それぞれ給水タンク２０６内のトイレ洗浄用水の水位の上昇に伴って各フロート部材２０４ａ，２０８ａが上昇することにより、当該フロート部材２０４ａ，２０８ａの上昇動作に連動して、中水供給経路２０２および上水供給経路２０７をそれぞれ閉鎖可能に構成される。
【００２７】
本変更形態において中水の供給が正常に行なわれている場合には、中水供給ポンプ２０３を介して中水が給水タンク２０６に供給されることにより、当該給水タンク２０６内のトイレ洗浄用水の標準水位が維持される。また給水タンク２０６内の水位が所要以上に高位となった場合には、フロート部材２０４ａが上昇動作することで中水側流量調整バルブ２０４を閉鎖し、これにより中水の更なる供給を規制する。同様にフロート部材２０８ａの上昇により上水側流量調整バルブ２０８が閉鎖され、給水タンク２０６に対する上水の供給も併せて規制される。
この結果、給水タンク２０６内の水位の必要以上の上昇が合理的に回避される。
【００２８】
一方、停電や中水供給ポンプ２０３の故障等によって中水の供給が減少し、あるいは中水の供給が遮断された場合には、給水タンク２０６内の水位が減少する場合が生じ得る。このような場合、給水タンク２０６内の水位の減少に伴ってフロート部材２０８ａが下降動作して上水側流量調整バルブ２０８が開放される。
これにより上水供給経路２０７を通じて上水が給水タンク２０６に供給され、給水タンク１０６における貯水量不足を未然に防止することが可能となる。
【００２９】
（第２の変更形態）
本発明の実施の形態の第２の変更形態につき、図４を参照しつつ説明する。なお当該変更形態は、第１の変更形態と同様、上記発明の実施の形態における上水の流量調整手段の変更に関するものであり、共通する部材要素については適宜その図示および詳細な説明を省略するものとする。本変更形態に係る中水処理システム３００では、中水供給経路３０２からトイレ３０５の給水タンク３０６への注水箇所に、フロート部材３０４ａを有する中水側流量調整バルブ３０４が設けられる。一方、上水供給経路３０７途上には、上水供給調整バルブ３０８が設けられる。この上水供給調整バルブ３０４は、中水供給経路３０２側からの中水供給状況に応じて適宜マニュアル開閉操作可能に構成されている。
【００３０】
本変更形態において中水の供給が正常に行なわれている場合には、中水供給ポンプ３０３を介して中水が給水タンク３０６に供給されることにより、当該給水タンク３０６内のトイレ洗浄用水の高水位が維持される。また給水タンク３０６内の水位が所定以上に高位となった場合には、フロート部材３０４ａが上昇動作することで中水側流量調整バルブ３０４を閉鎖し、これにより中水の更なる供給を規制する。一方、上水供給調整バルブ３０８は、常時には閉鎖状態におかれ、給水タンク３０６に対する上水の供給が規制されている。この結果、給水タンク３０６内の水位の必要以上の上昇が合理的に回避される。
【００３１】
一方、停電や中水供給ポンプ３０３の故障等によって中水の供給が減少した場合、あるいは中水の供給が遮断された場合には、給水タンク３０６内の水位が減少する場合が生じ得る。このような場合、トイレ３０５の使用者が上水流量調整バルブ３０８をマニュアルにて開放する。これにより上水供給経路３０７を通じて上水が給水タンク３０６に供給され、給水タンク３０６における貯水量不足を未然に防止することが可能となる。
【００３２】
本件発明に関しては、上記した各種の実施形態等に鑑み、下記のごとく各種の態様が構成可能である。
（態様１）
「請求項１または２に記載の中水処理システムであって、
前記上水供給量調整手段は、前記上水供給経路に設けられて前記給水タンクへの上水の供給量を調整する止水弁を有することを特徴とする中水処理システム。」
このように構成すれば、トイレの給水タンクへの上水の供給量の調整を合理的に遂行することができる。
【００３３】
（態様２）
「態様１に記載の中水処理システムであって、
前記止水弁は、前記給水タンク内の水位によって上下動するフロート部材の高さ位置に応じて上水の供給量を調整することを特徴とする中水処理システム。」このように構成すれば、給水タンク内の水位を確実に反映しつつ浄水の供給量の調整を合理的に遂行することができる。
【００３４】
（態様３）
「態様１に記載の中水処理システムであって、
前記止水弁は、マニュアル操作弁として構成されることを特徴とする中水処理システム。」
このように構成すれば、通常はトイレ給水タンクに中水を供給する一方において、中水処理装置における被処理水の処理量が一時的に減少し、停電によって中水の供給に支障が生し、あるいは中水の供給系統に故障が生じるといった緊急時に、止水弁を開放して上水をトイレ給水タンクに導くといった対応が可能とされる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、汚水を処理して中水を得るとともにトイレの洗浄水として利用するための合理的な構成技術が提供されることとなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る中水処理システムの全体構成を模式的に示す。
【図２】同じく本発明の実施の形態に係る中水処理槽の全体構成を模式的に示す。
【図３】本実施の形態の第１の変更例に関する構成を示す部分的模式図である。
【図４】本実施の形態の第２の変更例に関する構成を示す部分的模式図である。
【符号の説明】
１００  中水処理システム
１０１  中水処理槽（中水処理装置）
１０２  中水供給経路
１０３  中水供給ポンプ
１０５  トイレ
１０６  給水タンク
１０７  上水供給経路
１０８  流量調整バルブ（上水供給量調整手段）
１０９  流量調整コントローラ（上水供給量調整手段）
１０９ａ  中水供給量信号
１０９ｂ  流量調整バルブ制御信号
１１０  中水処理槽ハウジング
１１１  処理流路
１１３  流入部
１２１  夾雑物除去槽
１２３  嫌気処理槽
１２５  生物処理槽
１２７  処理水槽
１２９  消毒装置
１３１  貯水槽
１３５  放出部
２００，３００  中水処理システム
２０３，３０３  中水供給ポンプ
２０４，３０４  中水側流量調整バルブ
２０４ａ，３０４ａ  フロート部材
２０５，３０５  トイレ
２０６，３０６  給水タンク
２０８，３０８  上水側流量調整バルブ
２０８ａ  フロート部材
【図１】
2004230238.tif 000003
【図２】
2004230238.tif 000004
【図３】
2004230238.tif 000005
【図４】
2004230238.tif 000006