(57)【要約】  【課題】  汚泥中の有機物不足により、微生物活性が低下した場合にも、速やかに有機物を添加して微生物の活性を回復することができる循環式水洗トイレシステムを提供する。  【解決手段】  循環式水洗トイレシステム１では、水洗便器５からの汚水に含まれる汚水の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で固液分離され、ろ過水はオゾン脱色槽８でオゾンにより酸化・脱色処理される。酸化処理された処理水は水洗便器５に戻されて洗浄水として再利用される。生物処理槽６には生分解性プラスチック板が収納されたケース３５が固定され、脱窒菌にとって不足する有機物を供給する。そして、ろ過槽７に設けられたｐＨセンサ２７の測定値に基づいて、コントローラ１１がポンプ１２を運転させて、易分解性有機物を脱窒槽６ａに添加する。【選択図】  図２
2005060981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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を脱色処理する脱色槽とを有し、当該脱色槽で脱色された処理水を洗浄水として前記水洗便器に循環するようにした循環式水洗トイレシステムにおいて、
前記生物処理槽内で、微生物により分解される生分解性プラスチックと、
当該生分解性プラスチックを前記生物処理槽に固定する固定手段と、
前記生物処理槽に微生物が分解可能な易分解性有機物を投入する易分解性有機物投入手段と
を備えたことを特徴とする循環式水洗トイレシステム。
【請求項２】
前記ろ過槽に設けられ、ｐＨを測定するためのｐＨ測定手段と、
当該ｐＨ測定手段が測定したｐＨ値に基づいて、前記易分解性有機物投入手段の前記易分解性有機物の投入量を制御する易分解性有機物投入制御手段と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の循環式水洗トイレシステム。
【請求項３】
前記生物処理槽に前記易分解性有機物を所定量投入するように前記易分解性有機物投入手段を制御する所定量投入制御手段と、
当該所定量投入制御手段に設けられ、前記易分解性有機物投入手段の駆動を指示する手動スイッチと
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の循環式水洗トイレシステム。
【請求項４】
前記手動スイッチがオン状態になると、前記易分解性有機物投入手段を間欠動作させる間欠動作制御手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載の循環式水洗トイレシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は循環式水洗トイレシステムに関し、詳細には微生物により汚水を浄化する循環式水洗トイレシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の循環式水洗トイレシステムでは、水洗便器から流れ出る汚水を、生物処理槽で有機物分解及び硝化・脱窒処理をした後、ろ過槽で固液分離し、固液分離されたろ過水をオゾン脱色槽で脱色し、脱色されたろ過水を洗浄水として再度利用している。そして、汚水の有機物分解及び硝化・脱窒処理は、硝化菌及び脱窒菌によって行われるが、脱窒菌による脱窒処理は流入汚水の性状によっては不十分な場合があり、特にトイレの使用頻度が低くなると、生物処理槽での脱窒菌の活性を維持するために必要な有機物が不足して、十分な脱窒処理が行われないことがある。
【０００３】
そこで、例えば、生物処理槽内に生分解性プラスチックを固定床として投入し、脱窒菌にとって不足する有機物を生分解性プラスチックにより補充し、脱窒菌の活性を維持させる汚水の処理方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この生分解性プラスチックは水に不溶であるため、脱窒菌による分解は緩やかに行われる。また、キチン、寒天、セルロース及びアルギン酸カルシウムの何れかの有機物からなる生分解性の固定化担体に、脱窒菌を固定し、その固定化担体に廃水を接触させて、窒素除去を行う硝酸態窒素の除去方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に記載の硝酸態窒素の除去方法では、廃水中の有機物が不足した場合でも、固定化担体に固定された脱窒菌は、固定化担体を形成する有機物を利用することができるので、安定した脱窒処理を行うことが可能である。
【特許文献１】特開２０００−１５３２９０号公報
【特許文献２】特開２００１−２１２５９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の汚水の処理方法では、脱窒菌の活性を維持するために必要な汚泥中の有機物濃度が低い場合、脱窒菌によって徐々に分解される生分解性プラスチックだけでは脱窒菌が利用する有機物の不足分を速やかに補うことができず、脱窒菌の活性が低下してしまうという問題点があった。また、特許文献２に記載の硝酸態窒素の除去方法も同様に、脱窒菌の活性を維持するために必要な汚泥中の有機物濃度が低い場合、脱窒菌によって分解される固定化担体だけでは脱窒菌が利用する有機物の不足分を速やかに補うことができず、脱窒菌の活性が低下してしまうという問題点があった。また、有機物からなる固定化担体は、脱窒菌によって次第に分解されてしまうので、新しい固定化担体に交換する毎に、固定化担体に脱窒菌を固定しなければならないという手間が生じるという問題点もあった。
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、汚泥中の有機物不足により、微生物活性が低下した場合でも、速やかに有機物を添加して微生物の活性を回復することができる循環式水洗トイレシステム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】
【０００６】
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システムでは、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を脱色処理する脱色槽とを有し、当該脱色槽で脱色された処理水を洗浄水として前記水洗便器に循環するようにした循環式水洗トイレシステムにおいて、前記生物処理槽内で、微生物により分解される生分解性プラスチックと、当該生分解性プラスチックを前記生物処理槽に固定する固定手段と、前記生物処理槽に微生物が分解可能な易分解性有機物を投入する易分解性有機物投入手段とを備えている。
【０００７】
また、請求項２に記載の循環式水洗トイレシステムでは、請求項１に記載の発明の構成に加えて、前記ろ過槽に設けられ、ｐＨを測定するためのｐＨ測定手段と、当該ｐＨ測定手段が測定したｐＨ値に基づいて、前記易分解性有機物投入手段の前記易分解性有機物の投入量を制御する易分解性有機物投入制御手段とを備えている。
【０００８】
さらに、請求項３に記載の循環式水洗トイレシステムでは、請求項１に記載の発明の構成に加えて、前記生物処理槽に前記易分解性有機物を所定量投入するように前記易分解性有機物投入手段を制御する所定量投入制御手段と、当該所定量投入制御手段に設けられ、前記易分解性有機物投入手段の駆動を指示する手動スイッチとを備えている。
【０００９】
また、請求項４に記載の循環式水洗トイレシステムでは、請求項３に記載の発明の構成に加えて、前記手動スイッチがオン状態になると、前記易分解性有機物投入手段を間欠動作させる間欠動作制御手段を備えている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の請求項１に記載の循環式水洗トイレシステムでは、水洗便器から受け入れた汚水中の有機物及びアンモニアを生物処理槽で有機物分解及び硝化・脱窒処理を行い、生物処理水としてろ過槽に送出される。次いで、生物処理水はろ過槽で固液分離される。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が吹き込まれて脱色処理される。生物処理槽内の微生物は、汚水の非流入時に微生物の餌となる汚水中の有機物が入ってこなくても、生分解性プラスチックを餌として分解するため、生物処理槽内での微生物活性を常時保持できるが、生分解性プラスチックだけでは、有機物の不足分を補いきれず、微生物活性が低下する場合がある。そこで、易分解性有機物投入手段によって、微生物が資化源として利用可能な易分解性有機物が、生物処理槽内に投入されるので、微生物は易分解性有機物を餌とすることにより、微生物活性を速やかに回復させることができる。また、微生物活性の低下を速やかに回復させることができるので、微生物活性の回復の遅い時に必要であった汚泥交換をする手間がいらない。
【００１１】
また、請求項２に記載の循環式水洗トイレシステムでは、請求項１に記載の発明の効果に加えて、微生物の脱窒処理が十分行われず、汚泥に硝酸が蓄積して、汚泥のｐＨが低下した場合には、ろ過槽に設けられたｐＨ測定手段が生物処理水のｐＨを測定し、その測定されたｐＨ値に基づいて、易分解性有機物投入制御手段が易分解性有機物投入手段の易分解性有機物の投入量を制御するので、低下した汚泥のｐＨを上昇させ、適正なｐＨに回復させることができる。さらに、汚泥のｐＨが適正に維持されることにより、微生物による脱窒処理が安定して行われ、浄化度の高い生物処理水を得ることができる。
【００１２】
また、請求項３に記載の循環式水洗トイレシステムでは、請求項１に記載の発明の効果に加えて、所定量投入制御手段に設けられた手動スイッチがオン状態になると、所定量投入制御手段が、生物処理槽に易分解性有機物が所定量投入されるように、易分解性有機物投入手段を制御するので、生物処理槽には易分解性有機物が過剰に投入されたり、不足して投入されたりすることを防止できる。また、生物処理槽への易分解性有機物の過剰投入又は投入量不足による微生物の失活及び死滅又は過剰増殖を防ぐことができる。
【００１３】
また、請求項４に記載の循環式水洗トイレシステムでは、請求項３に記載の発明の効果に加えて、手動スイッチがオン状態になると、間欠動作制御手段は、生物処理槽に所定量の易分解性有機物が間欠的に投入されるように、易分解性有機物投入手段を制御するので、所定量の易分解性有機物を少量ずつ間欠して生物処理槽に投入できる。したがって、一度に大量の易分解性有機物が、生物処理槽に投入されることがないので、有機物濃度の急激な上昇による微生物の過剰増殖を防ぐことができる。また、微生物の有機物の分解速度にあわせて、必要最低限の易分解性有機物を生物処理槽に投入することができるので、汚泥の有機物濃度の変動を最小限にすることができる。さらに、易分解性有機物投入手段が間欠動作する間に、処理水の変化及び性状を確認しながら、手動スイッチを設定することができるので、易分解性有機物が過剰に生物処理槽に投入されることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を循環式水洗トイレシステム１に適用した第１の実施の形態について、図面に基づいて説明する。まず、第１の実施の形態の循環式水洗トイレシステム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、第１の実施の形態である循環式水洗トイレシステム１の概念図であり、図２は、第１の実施の形態である循環式水洗トイレシステム１の構成図である。図１に示すように、循環式水洗トイレシステム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、汚泥が混在する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・脱色処理するオゾン脱色槽８と、ろ過槽７に設けられ、生物処理水のｐＨを測定するｐＨセンサ２７と、ｐＨセンサ２７で測定されたｐＨ値に基づいてポンプ１２を制御するコントローラ１１と、コントローラ１１の制御信号に基づいて易分解性有機物タンク１３に貯蔵されている易分解性有機物を生物処理槽６の後述する脱窒槽６ａに供給するポンプ１２とから構成されている。
【００１５】
次に、生物処理槽６について説明する。図１及び図２に示すように、生物処理槽６は、汚水中のアンモニアを硝化処理して、硝酸に変換する硝化槽６ｂと、硝化槽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して大気中に放出する脱窒槽６ａとから構成されている。そして、脱窒槽６ａの内壁面２５ｃ（図２及び図３参照）には、後述する生分解性プラスチック板３０が収納されたケース３５が固設されている。さらに、脱窒槽６ａと硝化槽６ｂとを仕切る内壁の下部近傍には、汚泥及び生物処理水が挿通可能な挿通口２６が設けられている。
【００１６】
そして、図２に示すように、脱窒槽６ａの底部略中央近傍には、撹拌機２３が設けられ、硝化槽６ｂの底部略中央近傍には、撹拌機２４が設けられており、各槽内の汚泥中の微生物と汚水中の有機物との接触が促進される。また、脱窒槽６ａの撹拌機２３の下方には、間欠式のブロワー１７に接続された散気管１７ａが設けられており、ブロワー１７から空気が散気管１７ａを通じて脱窒槽６ａに送り込まれる。さらに、硝化槽６ｂの撹拌機２４の下方には、間欠式のブロワー１８に接続された散気管１８ａが設けられており、散気管１８ａを通じて空気が硝化槽６ｂに送り込まれる。そして、硝化槽６ｂには、水中ポンプ２２が設けられており、この水中ポンプ２２は、硝化槽６ｂで微生物処理された生物処理水をろ過槽７に送出する。
【００１７】
次に、ろ過槽７について説明する。図１及び図２に示すように、ろ過槽７には、硝化槽６ｂに設けられた水中ポンプ２２により外部に吸い出された生物処理水が流入する。そして、ろ過槽７に流入した生物処理水には、汚泥が混在しているので、ろ過膜２８により固液分離される。次いで、固液分離されたろ過水は、ろ過槽７から、ろ過槽７より水面の低いオゾン脱色槽８に向かって、図示外の配管を通じて自然に流下するようになっている。さらに、ろ過槽７には、周知のｐＨセンサ２７が設けられ、このｐＨセンサ２７は、コントローラ１１のＩ／Ｏインターフェース１１ｄに接続されている。そして、ろ過槽７の生物処理水は、ｐＨセンサ２７によって測定され、その測定されたｐＨ値の信号は、コントローラ１１のＣＰＵ１１ａに送信される。また、ろ過槽７の底部略中央近傍には、ブロワー１９に接続された散気管１９ａが設けられており、散気管１９ａを通じて空気がろ過槽７に送り込まれる。したがって、ろ過槽７では、散気管１９ａから空気が絶えず送出されているので、ｐＨセンサ２７の周囲に汚泥等が付着することがなく、検出感度が鈍くなるのを防止できる。また、硝化槽６ｂの水中ポンプ２２より吸い出される生物処理水には汚泥が含まれるので、ろ過槽７には常に汚泥が流入している。さらに、ろ過槽７は、硝化槽６ｂと同程度に曝気されているので、硝化槽６ｂと同様に、好気性菌である硝化菌の硝化処理が行われている。尚、図２の循環式水洗トイレシステム１の構成図に示すｐＨセンサ２７が、「ｐＨ測定手段」に相当する。
【００１８】
次に、オゾン脱色槽８について説明する。図２に示すように、オゾン脱色槽８では、周知のオゾン発生器２０により発生させたオゾンを、オゾン脱色槽８の底部略中央近傍に設けられた散気管２０ａより送出させることにより、ろ過槽７より流入するろ過水の酸化処理が行われる。そして、オゾンによる酸化処理により、ろ過水中の色度成分が分解されてろ過水が脱色され、さらに、ろ過水中に含まれる難分解性有機物は易分解性有機物に変換される。そして、脱色された処理水は、図示外の循環ポンプによって、水洗便器５に送出され、洗浄水として再度利用される。また、夜間等のトイレの使用頻度が低いような場合には、水洗便器５の洗浄水の使用量が減少し、生物処理槽６での汚水処理量が洗浄水の使用量を超えてしまうので、図１に示すように、オゾン脱色槽８のろ過水の一部は余剰処理水として、生物処理槽６の脱窒槽６ａに再度返送される。したがって、余剰処理水中に含まれる易分解性有機物は、再度生物処理槽６で分解される。
【００１９】
次に、コントローラ１１について説明する。図２に示すように、コントローラ１１は中央演算処理装置としてのＣＰＵ１１ａと、ＣＰＵ１１ａを中心に相互に接続されたＲＯＭ１１ｂと，ＲＡＭ１１ｃとを備えている。ＲＡＭ１１ｃは実行中のプログラムを一時的に記憶したり、各種データ等を記憶する読み出し及び書き込み可能なメモリであり、ＲＯＭ１１ｂは内蔵されている各種プログラム等を記憶する読み出し専用のメモリである。また、ＣＰＵ１１ａにはＩ／Ｏインターフェース１１ｄが設けられており、Ｉ／Ｏインターフェース１１ｄにはｐＨセンサ２７とポンプ１２が接続され、データの入出力が行われる。コントローラ１１は、ｐＨセンサ２７により送信されるろ過槽７のｐＨ値の信号に基づいて、ポンプ１２の運転を制御して、脱窒槽６ａに供給する易分解性有機物の供給量を調整する。尚、図２の循環式水洗トイレシステム１の構成図に示すコントローラ１１が、「易分解性有機物投入制御手段」に相当する。
【００２０】
次に、ポンプ１２について説明する。図２及び図３に示すように、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、ポンプ１２には易分解性有機物を脱窒槽６ａに滴下する供給管１２ａが接続されている。図１及び図２に示すように、ポンプ１２は、コントローラ１１のＣＰＵ１１ａからの運転信号にしたがって動作し、易分解性有機物タンク１３から一定量の易分解性有機物を脱窒槽６ａに送出する。また、運転信号にしたがって動作中のポンプ１２は、ＣＰＵ１１ａの停止信号にしたがって停止し、脱窒槽６ａへの易分解性有機物の供給を停止する。尚、易分解性有機物投入手段は、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。尚、図２の循環式水洗トイレシステム１の構成図に示すポンプ１２が、「易分解性有機物投入手段」に相当する。
【００２１】
次に、脱窒槽６ａに投入される生分解性プラスチック板３０について、図３及び図４を参照して説明する。図３は、生分解性プラスチック板３０がケース３５に収納されて脱窒槽６ａの内壁面２５ｃに固設された状態を示す斜視図であり、図４は、生分解性プラスチック板３０の斜視図である。図３に示すように、脱窒槽６ａ内の４面の内壁面２５ａ〜２５ｄの内の内壁面２５ｃの略中央部には、生分解性プラスチック板３０を収納したケース３５が固設されている。このケース３５に収納されている生分解性プラスチック板３０は、図４に示すように、生分解性プラスチックの米粒状のペレットを加熱押圧して成形されており、所定厚を有し、空洞を多数有する略矩形の板状に成形されている。この生分解性プラスチック板３０は、脱窒槽６ａ（図１乃至図３参照）内の微生物（脱窒菌）によって分解されるものであり、汚水中の有機物と相まって脱窒処理のための有機物として利用される。また、生分解性プラスチック板３０は、生物処理槽６への汚水の非流入時も微生物の餌となり、微生物の活性がある程度維持されることになる。したがって、脱窒槽６ａ内の汚泥中には、常時有機物が存在しているので、脱窒槽６ａの微生物（脱窒菌）は、その有機物を資化源として、脱窒処理を安定して行うことができる。尚、生分解性プラスチック板３０は、水に不溶性であるので、微生物（脱窒菌）による分解は緩やかに行われる。尚、生分解性プラスチック板３０の形状は、上記に限らず、空洞を有しない板状であってもよい。
【００２２】
次に、ケース３５の構造について、図３を参照して説明する。ケース３５は、生分解性プラスチック板３０を挿入する挿入口３５ａと、複数の貫通孔３５ｂと、挿入口３５ａを塞ぐ開閉可能な蓋部３５ｃとを有し、挿入口３５ａから挿入される生分解性プラスチック板３０を収納するようになっている。生分解性プラスチック板３０をケース３５に収納後に蓋部３５ｃが閉じられるようになっている。尚、蓋部３５ｃには、図示外の係止突起が設けられており、この係止突起が挿入口３５ａの外側に係止して、水流等により蓋部３５ｃが開放されることを防止している。したがって、生分解性プラスチック板３０がケース３５内に収納されていることにより、汚泥の流動によって生分解性プラスチック板３０が浮いてしまったり流動してしまったりすることがない。また、生分解性プラスチック板３０は、固定部材であるケース３５を介して脱窒槽６ａの内壁面２５ｃの略中央部に設けられているので、汚泥の水流が当たって分解しやすく、汚泥中での有機物の微生物分解時に撹拌の邪魔になることがない。尚、ケース３５の固設は、内壁面２５ｃの略中央部に接着、溶接、ボルト止め等で固定すればよい。また、内壁面２５ａ〜２５ｄの各面の略中央部に各々ケース３５を各々固設して、４面全てに設けてもよい。さらに、２面、３面に設けてもよい。また、ケース３５は、板状部材を曲折させて筐体形状とした後に、複数の貫通孔を穿設したものでもよいし、網状の板部材を曲折させて筐体形状としたものでもよい。
【００２３】
次に、生物処理槽６の微生物処理について説明する。図２に示す生物処理槽６では、微生物の働きにより、水洗便器５から流入する汚水の有機物分解及び硝化・脱窒処理が行われている。この生物処理槽６に常在する微生物は、汚水中のアンモニアを硝酸に変換する硝化処理を行う好気性の硝化菌と、硝化処理された硝酸を脱窒処理して大気中に窒素を放出する嫌気性の脱窒菌とに大別される。そして、脱窒槽６ａでは、ブロワー１７の空気送出量を少な目に調節することにより、硝化菌より脱窒菌の活性が優勢となり、脱窒処理が優先して行われる。また、硝化槽６ｂでは、ブロワー１８の空気流入量はブロワー１７より多めに調節されているので、脱窒菌より硝化菌の活性が優勢となり、硝化処理が優先して行われる。したがって、各槽で別々の処理が行われることにより、硝化・脱窒処理が効率的に行われることになる。また、硝化菌及び脱窒菌の活性は、汚泥（又は生物処理水）のｐＨに大きく依存しており、活性が最も高くなる硝化菌の至適ｐＨは一般的に６．５〜８．０、脱窒菌の至適ｐＨは７．０〜８．５と言われているため、例えば、汚泥がｐＨ７〜８の範囲内にあれば、生物処理（硝化・脱窒処理）は安定して行われる。
【００２４】
次に、脱窒槽６ａに供給される易分解性有機物について説明する。図１及び図２に示すように、易分解性有機物タンク１３に貯蔵されている易分解性有機物は、脱窒槽６ａの脱窒菌が利用する脱窒用の有機物が不足している場合、脱窒槽６ａに直接供給される。そして、易分解性有機物は水に所定量溶解され、液体の状態で易分解性有機物タンク１３に貯蔵されている。したがって、易分解性有機物は液体の状態で脱窒槽６ａに供給されるので、脱窒槽６ａの汚泥に速やかに溶け込み、脱窒菌に利用されやすくなっている。尚、脱窒槽６ａに投入される易分解性有機物は、脱窒菌により分解可能であって、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。例えば、ＴＣＡ回路に代表される酢酸、クエン酸、ケトグルタル酸、コハク酸、フマル酸、リンゴ酸、オキサロ酢酸、ピルビン酸等の有機酸及びこれらのナトリウム塩、カリウム塩が挙げられ、グルコース及びシュークロース等の糖類等も挙げられる。尚、第１の実施の形態である循環式水洗トイレシステム１では、酢酸ナトリウムを水に一定量溶解させて、液状にして供給しているが、一定量供給できる形態であれば液状に限られず、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。
【００２５】
次に、以上のように構成された循環式水洗トイレシステム１の動作について、図１及び図２を参照して説明する。まず、循環式水洗トイレシステム１の稼働中において、ＣＰＵ１１ａは、ｐＨセンサ２７が測定したろ過槽７の生物処理水のｐＨ値の信号を受信する。そして、ＣＰＵ１１ａは、ろ過槽７のｐＨ値が７未満であるか否かを判断する。ろ過槽７のｐＨ値が７未満である場合、生物処理槽６の汚泥中の有機物濃度が低下し、脱窒槽６ａでの脱窒処理が十分に行われず、脱窒処理されなかった硝酸が汚泥中に蓄積してｐＨが低下していることが考えられる。さらに、脱窒槽６ａに固定された生分解性プラスチック板３０から供給される有機物量だけでは、脱窒菌が資化源として必要とする有機物量に足りず、脱窒処理が十分行われていないことが考えられる。また、脱窒菌の至適ｐＨは７〜８．５であり、その範囲から外れてしまうと、さらに脱窒菌の活性は低下し、十分な脱窒処理が得られない。そこで、ＣＰＵ１１ａは、受信したｐＨ値の信号が７未満を示す場合には、ポンプ１２に運転信号を送信する。
【００２６】
そして、ポンプ１２は、ＣＰＵ１１ａより運転信号を受信して、所定量の易分解性有機物（例えば、酢酸ナトリウム水溶液）を易分解性有機物タンク１３から脱窒槽６ａに供給するよう動作を開始する。尚、第１の実施の形態の循環式水洗トイレシステム１では、ポンプ１２に運転信号が送信されると、１時間毎に約２８ｇ／Ｌ濃度の酢酸ナトリウム水溶液を、脱窒槽６ａに７５０ｍｌ滴下するように動作を行う。尚、７５０ｍｌの酢酸ナトリウム水溶液は、２分間かけて脱窒槽６ａに滴下するようになっている。
【００２７】
次いで、易分解性有機物が脱窒槽６ａに供給されると、脱窒槽６ａの脱窒菌は、供給された易分解性有機物を脱窒用の有機物として速やかに利用できるので、脱窒処理が促進され、汚泥中に蓄積していた硝酸が窒素に変換されて大気中に放出される。そして、脱窒槽６ａで脱窒処理が進行すると、汚泥中の硝酸が減少し、汚泥のｐＨが上昇する。次いで、ｐＨセンサ２７が測定したろ過槽７の生物処理水のｐＨが７以上であることを示す信号をＣＰＵ１１ａが受信した場合は、ＣＰＵ１１ａはポンプ１２に停止信号を送信し、停止信号を受信したポンプ１２は運転を停止し、脱窒槽６ａへの易分解性有機物の供給を停止させる。尚、ろ過槽７の生物処理水のｐＨが７以上の場合は、脱窒菌が資化源として利用可能な脱窒用の有機物が汚泥中に十分存在しており、脱窒菌による脱窒処理が十分進行していると判断できる。
【００２８】
次に、循環式水洗トイレシステム１のシステム立ち上げ時の易分解性有機物の供給について、図２を参照して説明する。図２に示すように、循環式水洗トイレシステム１のシステムの立ち上げ時には、生物処理槽６、ろ過槽７、オゾン脱色槽８に所定量の水が投入され、生物処理槽６（脱窒槽６ａ及び硝化槽６ｂ）には微生物を含む汚泥が投入される。循環式水洗トイレシステム１のシステム立ち上げ時は、水洗便器５からの汚水量が少ないため、生物処理槽６の汚泥中の有機物濃度は低い。そして、生分解性プラスチック板３０も脱窒槽６ａに投入されたばかりであるので、脱窒菌により分解されにくく、脱窒菌が必要とする脱窒用の有機物量を生分解性プラスチック板３０だけでは補うことができない。したがって、不足分の有機物を脱窒槽６ａに供給するために、例えば、循環式水洗トイレシステム１の立ち上げ時から所定期間（例えば、１週間）は、ｐＨセンサ２７の測定するｐＨ値に関係なく、ポンプ１２を運転させて易分解性有機物を供給するように制御する。
【００２９】
そして、コントローラ４４は、ポンプ１２を１日置きに、約２８ｇ／Ｌ濃度の酢酸ナトリウム水溶液を、１日２４回、１時間置きに７５０ｍｌ滴下する。尚、ポンプ１２は、２分間かけて酢酸ナトリウム水溶液を７５０ｍｌ滴下するようになっている。以上の処理を行うと、循環式水洗トイレシステム１の生物処理槽６の生物処理が短期間（例えば、約１週間）で安定する。生物処理槽６での生物処理が安定したか否かの判断基準は、例えば、オゾン脱色槽８より処理水をサンプリングし、サンプリング水の色度又はｐＨを測定して、色度が１００度未満、又はｐＨが７から８までの範囲になったら、生物処理が安定したと判断し、上記に説明した通常のコントローラ１１のポンプ１２の制御を開始させる。尚、汚水中の窒素分が有機物に比べて過剰（Ｃ／Ｎ比が小さい）であると、有機物不足による脱窒菌の活性低下が引き起こされるので、脱窒槽６ａに易分解性有機物を供給することにより、脱窒菌の活性は回復し、脱窒処理が進行される。
【００３０】
以上説明したように、第１の実施の形態の循環式水洗トイレシステム１によれば、水洗便器５から流れ出た汚水は、生物処理槽６で生物処理される。そして、生物処理槽６からろ過槽７に送出された生物処理水のｐＨは、ｐＨセンサ２７によって連続的又は間欠的に監視される。脱窒槽６ａの脱窒菌は、水洗便器５から流入する汚水量が少なくても、脱窒槽６ａに設けられた生分解性プラスチック板３０を脱窒用の有機物として利用することができる。しかし、生分解性プラスチック板３０は、脱窒菌によって緩やかに分解されるため、生分解性プラスチック板３０だけでは、脱窒菌が必要とする有機物量全てを補いきれず、脱窒処理が安定して行われないので、汚泥中に大量の硝酸が蓄積してｐＨが低下する。そこで、コントローラ１１のＣＰＵ１１ａは、ろ過槽７のｐＨを測定するｐＨセンサ２７の測定値が７未満になった場合には、ポンプ１２を運転させて、易分解性有機物タンク１３から易分解性有機物を脱窒槽６ａに供給し、脱窒菌による脱窒処理を促進させる。この易分解性有機物は水溶性であり、供給する形態は液体状でも固体（粉末）状でもよい。したがって、脱窒槽６ａの脱窒菌は、供給された易分解性有機物を資化源として速やかに利用できるので、低下していた微生物活性を速やかに回復させることができる。
【００３１】
次に、本発明の第２の実施の形態である循環式水洗トイレシステム１００について、図５及び図６を参照して説明する。図５は、第２の実施の形態である循環式水洗トイレシステム１００の概念図であり、図６は、第２の実施の形態である循環式水洗トイレシステム１００の構成図である。まず、循環式水洗トイレシステム１００の構成について説明する。図５及び図６に示すように、循環式水洗トイレシステム１００は、循環式水洗トイレシステム１と基本構成は同じである。循環式水洗トイレシステム１００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・脱色処理するオゾン脱色槽８と、ろ過槽７に設けられ、生物処理水のｐＨを測定するｐＨセンサ２７と、ｐＨセンサ２７で測定されたｐＨ値を表示するｐＨ測定器４０と、ポンプ１２の運転を制御するコントローラ４４と、コントローラ４４の制御信号に基づいて易分解性有機物タンク１３に貯蔵されている易分解性有機物を生物処理槽６の脱窒槽６ａに供給するポンプ１２とから構成されている。また、コントローラ４４には、コントローラ４４の駆動を指示する手動スイッチ４１が設けられている。
【００３２】
次に、コントローラ４４について説明する。図６に示すように、コントローラ４４は中央演算処理装置としてのＣＰＵ４４ａと、ＣＰＵ４４ａを中心に相互に接続されたＲＯＭ４４ｂと，ＲＡＭ４４ｃとを備えている。ＲＡＭ４４ｃは実行中のプログラムを一時的に記憶したり、各種データ等を記憶する読み出し及び書き込み可能なメモリであり、ＲＯＭ４４ｂは内蔵されている各種プログラム等を記憶する読み出し専用のメモリである。そして、ＣＰＵ４４ａにはＩ／Ｏインターフェース４４ｄが設けられており、Ｉ／Ｏインターフェース４４ｄには、ポンプ１２が接続され、ＣＰＵ４４ａからの制御信号が出力される。また、コントローラ４４のＩ／Ｏインターフェース４４ｄには、手動スイッチ４１が接続され、手動スイッチ４１がオン状態に設定されると、ＣＰＵ４４ａからポンプ１２に向けて制御信号が送信され、ポンプ１２が運転する。
【００３３】
尚、循環式水洗トイレシステム１００の水洗便器５、生物処理槽６、ろ過槽７、オゾン脱色槽８、ポンプ１２、易分解性有機物タンク１３、ｐＨセンサ２７、撹拌機２３，２４、ブロワー１７，１８，１９、オゾン発生器２０、散気管１７ａ，１８ａ，１９ａ，２０ａ、ろ過膜２８、ケース３５（生分解性プラスチック板３０を含む）は、上記に説明した循環式水洗トイレシステム１と同じ部品又は装置である。また、循環式水洗トイレシステム１００内を流れる汚水及び処理水の流れも循環式水洗トイレシステム１と同様となっている。
【００３４】
次に、以上のように構成された循環式水洗トイレシステム１００の動作について、図５及び図６を参照して説明する。まず、循環式水洗トイレシステム１００の管理者がｐＨ測定器４０に表示されたｐＨを確認する。そして、ｐＨ測定器４０に表示されたｐＨが７未満である場合は、生物処理槽６の汚泥中の有機物濃度が低下し、脱窒槽６ａでの脱窒処理が十分に行われず、脱窒処理されなかった硝酸が汚泥中に蓄積してｐＨが低下していることが考えられる。そこで、管理者は、コントローラ４４の手動スイッチ４１をオン状態に設定する。そして、手動スイッチ４１から送信される入力信号はＩ／Ｏインターフェース４４ｄを通過して、ＣＰＵ４４ａに送信される。その入力信号を受信したＣＰＵ４４ａは、Ｉ／Ｏインターフェース４４ｄを介して、ポンプ１２に対して運転信号を送信する。そして、ポンプ１２は運転信号を受信して、易分解性有機物タンク１３から易分解性有機物を脱窒槽６ａに供給する。尚、ポンプ１２は、約２８ｇ／Ｌ濃度の酢酸ナトリウム水溶液を、１時間毎に７５０ｍｌ滴下するようになっている。そして、ポンプ１２は、２分間をかけて酢酸ナトリウム水溶液を７５０ｍｌ滴下する。したがって、脱窒槽６ａには、所定量の易分解性有機物を所定時間毎に供給することができる。また、コントローラ４４は、ポンプ１２を所定時間毎（例えば、１時間）の間欠動作をさせることができるので、所定時間毎に易分解性有機物が投入された後に、処理水のｐＨの値や、色度等の水質を判断できる。さらに、一度に大量の易分解性有機物が脱窒槽６ａに投入されることがないので、汚泥中の有機物濃度が急激に変化することがない。
【００３５】
そして、脱窒槽６ａで脱窒処理が進行すると、汚泥中の硝酸が減少し、汚泥のｐＨが上昇する。次いで、管理者がｐＨ測定器４０に表示されたｐＨ値を確認し、ｐＨが７以上である場合は、脱窒菌が資化源として利用可能な脱窒用の有機物が汚泥中に十分存在しており、脱窒菌による脱窒処理が十分進行していると判断できる。したがって、管理者は、コントローラ４４の手動スイッチ４１をオフ状態に設定する。そして、手動スイッチ４１から送信される入力信号は、Ｉ／Ｏインターフェース４４ｄを通過して、ＣＰＵ４４ａに送信される。さらに、入力信号を受信したＣＰＵ４４ａは、Ｉ／Ｏインターフェース４４ｄを介して、ポンプ１２に対して停止信号を送信する。そして、停止信号を受信したポンプ１２は運転を停止し、脱窒槽６ａへの易分解性有機物の供給を停止させる。尚、ろ過槽７の生物処理水のｐＨ値が７以上の場合は、脱窒菌が資化源として利用可能な脱窒用の有機物が汚泥中に十分存在しており、脱窒菌による脱窒処理が十分進行していると判断できる。尚、図５の循環式水洗トイレシステム１００の概念図に示すコントローラ４４が、「所定量投入制御手段」と、「間欠動作制御手段」に相当する。
【００３６】
次に、循環式水洗トイレシステム１００のシステム立ち上げ時の易分解性有機物の供給について説明する。図６に示すように、循環式水洗トイレシステム１００のシステムの立ち上げ時には、生物処理槽６、ろ過槽７、オゾン脱色槽８に所定量の水が投入され、生物処理槽６（脱窒槽６ａ及び硝化槽６ｂ）には微生物を含む汚泥が投入される。循環式水洗トイレシステム１００の使用開始時は、生物処理槽６内に固定された生分解性プラスチック板３０は分解されにくいため、脱窒菌が資化源として利用できる汚泥中の有機物は不足している。そこで、コントローラ４４の手動スイッチ４１をオン状態に設定し、ポンプ１２を運転させて、易分解性有機物タンク１３の易分解性有機物を脱窒槽６ａに供給する。そして、コントローラ４４は、ポンプ１２を１日置きに、約２８ｇ／Ｌ濃度の酢酸ナトリウム水溶液を、１日２４回、１時間置きに７５０ｍｌ滴下する。尚、ポンプ１２は、２分間かけて酢酸ナトリウム水溶液を７５０ｍｌ滴下するようになっている。以上の処理を行うと、循環式水洗トイレシステム１００の生物処理槽６の生物処理が短期間（例えば、約１週間）で安定する。そして、管理者がｐＨ測定器４０に表示されているｐＨを確認して、ｐＨが７以上状態が継続する場合は、生物処理槽６での脱窒処理が安定したと判断できる。したがって、管理者は、コントローラ４４の手動スイッチ４１をオン状態からオフ状態に設定して、引き続きｐＨ測定器４０の監視を定期的に行う。このように、循環式水洗トイレシステム１００の使用開始時に、生分解性プラスチック板３０では供給しきれない有機物の不足分を、ポンプ１２の運転によって易分解性有機物で補充することにより、生物処理槽６の生物処理を早く安定させることができる。
【００３７】
以上説明したように、循環式水洗トイレシステム１００は、循環式水洗トイレシステム１とほぼ同様の構成である。ろ過槽７に設けられたｐＨセンサ２７が測定したｐＨ値は、ｐＨ測定器４０に表示され、その表示されたｐＨ値に基づいて、管理者がコントローラ４４の手動スイッチ４１の設定の判断を行う。例えば、ろ過槽７のｐＨが７未満に低下した場合、コントローラ４４の手動スイッチ４１をオン状態にする。コントローラ４４のＣＰＵ４４ａは、易分解性有機物タンク１３に接続されたポンプ１２を運転させることにより、脱窒槽６ａに易分解性有機物を供給することができる。そして、脱窒槽６ａの脱窒菌は、生分解性プラスチック板３０に併せ、供給された易分解性有機物も脱窒用有機物として利用することができるので、不安定であった脱窒処理が短期間で回復し、ろ過槽７のｐＨも徐々に上昇する。そして、管理者は、ｐＨ測定器４０に表示されたｐＨ値が７以上であることを確認した場合は、手動スイッチ４１をオフ状態に設定して、引き続きｐＨ測定器４０の監視を継続する。また、循環式水洗トイレシステム１００のシステム立ち上げ時には、ろ過槽７のｐＨ値に関係なく、手動スイッチ４１をオン状態にすることにより、システム立ち上げ当初に発生する有機物不足を解消することができるので、生物処理槽６の微生物による生物処理が短期間で安定させることができる。
【００３８】
尚、本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、各種の変形が可能である。例えば、コントローラ１１のポンプ１２の運転は、ｐＨセンサ２７が測定するｐＨ値によって判断していたが、オゾン脱色槽８に色度計を設け、処理水の色度が所定値以上である場合には、ポンプ１２を運転させて易分解性有機物を脱窒槽６ａに供給するようにしてもよい。
【００３９】
また、循環式水洗トイレシステム１，１００のブロワー１７，１８は、予め定められた曝気量で運転させているが、例えば、ｐＨセンサ２７のｐＨの測定値に基づいて、脱窒槽６ａ及び硝化槽６ｂの曝気量を制御し、生物処理槽６の汚泥のｐＨを至適ｐＨに制御してもよい。
【００４０】
また、循環式水洗トイレシステム１，１００のオゾン脱色槽８と水洗便器５との間に、オゾン脱色処理された処理水を一時的に貯蔵する処理水タンクを設けてもよい。
【００４１】
また、循環式水洗トイレシステム１，１００のｐＨセンサ２７は、ろ過槽７に設けられているが、脱窒槽６ａ、硝化槽６ｂ及びオゾン脱色槽８の何れかに設けてもよい。
【００４２】
また、循環式水洗トイレシステム１００のポンプ１２は、コントローラ４４とは別の装置であるが、コントローラを内蔵するコントローラ付ポンプを使用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の循環式水洗トイレシステムは、トイレに限らず、農業排水及び工業排水等の排水処理にも利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】第１の実施の形態である循環式水洗トイレシステム１の概念図である。
【図２】第１の実施の形態である循環式水洗トイレシステム１の構成図である。
【図３】生分解性プラスチック板３０がケース３５に収納されて脱窒槽６ａの内壁面２５ｃに固設された状態を示す斜視図である。
【図４】生分解性プラスチック板３０の斜視図である。
【図５】第２の実施の形態である循環式水洗トイレシステム１００の概念図である。
【図６】第２の実施の形態である循環式水洗トイレシステム１００の構成図である。
【符号の説明】
【００４５】
１    循環式水洗トイレシステム
５    水洗便器
６    生物処理槽
６ａ  脱窒槽
６ｂ  硝化槽
７    ろ過槽
８    オゾン脱色槽
１１    コントローラ
１１ａ  ＣＰＵ
１２    ポンプ
１３    易分解性有機物タンク
２０    オゾン発生器
２７    ｐＨセンサ
３０    生分解性プラスチック板
４１    手動スイッチ
４４    コントローラ
４４ａ  ＣＰＵ
１００    循環式水洗トイレシステム
【図１】
2005060981.tif 000003
【図２】
2005060981.tif 000004
【図３】
2005060981.tif 000005
【図４】
2005060981.tif 000006
【図５】
2005060981.tif 000007
【図６】
2005060981.tif 000008