(57)【要約】【課題】  従来の微生物利用による屎尿処理では、腐敗を防ぐことはできず、腐敗した後は、腐敗した屎尿・汚泥の廃棄物としての別途処理と悪臭の問題が解決不可能であった。【解決手段】  複合発酵法を用いて、屎尿処理槽における腐敗を完全に抑制し、屎尿を水と炭素とガスに分解するサイクルを起す微生物を利用したリサイクルトイレを提供するものである。【特許請求の範囲】
【請求項１】
本発明のリサイクルトイレシステムは、発酵液状化槽にエアーレーションした状態で水を注入し、満水状態とする。それに糖蜜を発酵液状化槽の容量の０．０５％投入し、１５分間曝気し、ＥＭＢＣ（複合発酵）固型バイオを水の量に対し重量比０．０１％の割合で混合して、１時間曝気し、ＭＬＳＳ菌床を発酵液状化槽内の濃度５００ｐｐｍになるように投入し、３０分曝気する。ＥＭＢＣ培養液を容量の０．１％散布して強曝気とする。発酵液状化槽をオーバーフローした水が移流管を通じて底部に入るように設置された第一発酵槽にエアーレーションした状態で水を注入し、満水状態とする。それに糖蜜を第一発酵槽の容量の０．０５％投入し、１５分間曝気し、ＥＭＢＣ（複合発酵）固型バイオを水の量に対し重量比０．０１％の割合で混合して、１時間曝気し、ＭＬＳＳ菌床を第一発酵槽内の濃度３００ｐｐｍになるように投入し、３０分曝気する。ＥＭＢＣ培養液を容量の０．１％散布して強曝気とする。第一発酵槽をオーバーフローした水が移流管を通じて底部に入るように設置された第二発酵槽にエアーレーションした状態で水を注入し、満水状態とする。それに糖蜜を第二発酵槽の容量の０．０５％投入し、１時間曝気し、ＭＬＳＳ菌床を第二発酵槽内の濃度１００ｐｐｍになるように投入し、３０分曝気する。ＥＭＢＣ培養液を容量の０．１％散布して強曝気とする。第二発酵槽をオーバーフローした水が移流管を通じて底部に入るように設置された固型発酵槽にエアーレーションした状態で水を注入し、満水状態とする。ＥＭＢＣ培養液を容量の０．１％散布して微弱曝気とする。固型発酵槽からポンプアップした水が入るように設置された第一発酵合成槽にエアーレーションした状態で水を注入し、満水状態とする。ＭＬＳＳ菌床を第一発酵合成槽内の濃度１０００ｐｐｍになるように投入し、３０分曝気する。ＥＭＢＣ培養液を容量の０．１％散布して曝気し、ＤＯが８．０〜８．５となるようにエアー量を調整する。第一発酵合成槽をオーバフローした水が移流管を通じて底部に入るように設置された第二発酵合成槽、及び第二発酵合成槽の次に同様に設置された第三発酵合成槽をいずれも第一発酵合成槽と同じように準備する。第三発酵合成槽から移流管を通じて沈澱槽の満水時の水面と同じ高さに水が入るように設置された沈澱槽に水を注入し、満水状態とする。沈澱槽からオーバーフローした水が溜まるように設置された貯水槽、及びトイレ内の給水タンク（水と空気を高圧で流出させ、屎尿を便器から第一発酵液状化槽に水洗投入する為のもの）に沈澱槽と同様に満水にしてＥＭＢＣ培養液を散布して準備する。このすべての準備が終了した後、エアーレーションを維持し、７２時間放置した後、通常のトイレとして使用する。使用開始後のエアーレーションを発酵液状化槽中、第一発酵槽強、第二発酵槽中、固型発酵槽微弱、第一発酵合成槽中の強、第二発酵合成槽中、第三発酵合成槽中とし、使用開始後一週間は、朝と晩にＥＭＢＣ培養液を発酵液状化槽の容量の０．０２％をトイレの排水口から投入する。各槽の状態を見ながら、合成を強くしたい場合は、ＥＭＢＣ培養液を投入し、発酵を強くする場合は、ＥＭＢＣ（複合発酵）固型バイオを投入し、沈澱槽内に菌床が溜まってきた場合に、手動で第一発酵合成槽に、さらに溜まる量が増えてきた場合に、手動で発酵液状化槽に移送する。この状態でトイレを使用することによって、発酵液状化槽で発酵が始まり、有機物の液状化が起こり、第一、第二発酵槽で完全発酵が起き、固型発酵槽で嫌気発酵、固型発酵を起こさせ、分解菌並びに分解酵素を現生させ、第一、第二、第三発酵合成槽で複合発酵、発酵合成を起こさせ、沈殿槽で嫌気発酵、固型発酵を起こさせ、さらに分解菌、分解酵素を原生させて、屎尿を水と炭素とガスに分解消失させ、水の減少を補給するのみで、処理水をリサイクルし、汚泥を発生させないことを特徴とするものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、生屎尿を微生物学的に処理する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来のリサイクルトイレによる生屎尿の処理方法に大別して二種類ある。加熱乾燥処理と微生物利用処理である。加熱乾燥処理方式では、高額の電気代コストがかかること、乾燥した生屎尿を別途廃棄物として廃棄物処理業者に有料で引き取ってもらう必要がある。さらに悪臭の発生を抑制することは不可能で、プラチナ脱臭装置や活性炭などの物理的処理か化学薬品、芳香剤などで悪臭の抑制を図っているのが現状であるが、多少の抑制はできても、悪臭を根本的に除去することは成功していない。【０００３】  微生物を利用したリサイクルトイレでは、発酵菌、酵母、乳酸菌、耐熱土壌菌等を曝気槽に投入し、発酵させることで生屎尿の減容と悪臭の抑制、及び処理水の循環利用を行なっているが、通常１ヶ月〜３ヶ月、長いものでも６ヶ月を経過すると、空中浮遊菌、落下菌などの自然に存在する微生物との間で拮抗を起こし、投入した菌が死滅してしまい、腐敗に転じてメタンガス等の有毒、引火性ガスが発生し、爆発、火災等の危険が生じると共に、循環している処理水が腐敗し、黒く濁ってしまい、かつ悪臭が発生するため、腐敗した汚泥を取り出して別途廃棄物として廃棄物処理業者に有料で引き取ってもらい、装置全体を洗浄して再度注水してやり直すのが通例である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  従来の微生物利用によるリサイクルトイレ処理では、腐敗を防ぐことはできず、腐敗するまでの期間をいかに延長するかが課題であった。腐敗した後は、腐敗した汚泥の廃棄物としての別途処理と悪臭がひどく、処理に携わる人間が作業に苦痛を感じるばかりでなく、近隣にまで悪臭が漂い、リサイクルトイレが使用される建築現場や観光地等では、周辺住民や観光客に悪印象を与えてしまい、死活問題になりかねないという重大な問題点があった。さらに腐敗した汚泥には、大腸菌、雑菌、及び病原菌等が発生しており、焼却処理する外なく、二酸化炭素、硫化水素、酸化窒素、メタンガス等が発生し、危険性があると共に、地球温暖化の要因となっているという問題点がある。【０００５】  本発明は、複合発酵法を用いて、リサイクルトイレ処理槽における腐敗を止め、すべての好気性及び嫌気性フザリウム属を不発生にし、好気性微生物群によって発酵を起こさせ、嫌気性微生物群によって合成（嫌気発酵）を起させ、さらに通性嫌気性微生物群によって、発酵と合成を同時に起こさせ、微生物が出す発酵生産物質、及び生理活性物質によって酸化、変敗、腐敗が抑制されることで、抗酸化酵素が発現し、アゾトバクター、アミロバクター、根瘤菌が出て、各微生物群にリレーが起き、連動して活動することによってすべての微生物群が活性化し、腐敗を完全に抑制し、屎尿を水と炭素とガスに分解し、これらの微生物群の働きの中で、好気性乳酸発酵時には、発酵熱が生じ、嫌気性微生物の合成時には、水温が下がり、この往復によってさらにエステルが造られ、抗酸化酵素が高結晶化し、屎尿の分解速度がより速くなる。このようなサイクルを起す微生物を利用したリサイクルトイレを提供することを目的としている。
【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、本発明においては、複合発酵法を用いて、屎尿処理槽で固形発酵を起こさせ、通常はメタン、アミンの発生を伴う嫌気腐敗を発酵に切り換えるものである。【０００７】  複合発酵法とは、情報微生物工学、情報生命工学、分子生物学より構成された、複合微生物動態系解析における複合発酵という科学技術を言い、微生物の機能性と基質性と情報性による発酵法、増殖法、誘導法を用い、単発酵、復発酵、並行復発酵、平衡復発酵、固体（固形）発酵を同時に行い、好気性菌と嫌気性菌及び通性嫌気性菌類のすべての微生物群の共存、共栄、共生を可能にするものである。【０００８】  そして、共存、共栄、共生が起きることによって、フザリウム属の占有率がゼロになり、酸化、変敗、腐敗を断ち切り、生態系内における微生物群の死滅率がゼロになることによって、すべての微生物群を発酵から合成に導き、生菌数を１ミリリットルあたり１０のｎ乗から無限大とし、同時に生菌数が１種類１ミリリットルあたり１０の９乗を超えると、菌のスケールが１０分の１以下となり、凝集化（固形化）を生じ、数千種、数万種の増殖が可能となる。これにより、微生物の高密度化が起こり、微生物のＤＮＡ核内に一酸化窒素、二酸化窒素及び高分子タンパク結晶による情報接合とエネルギー接合を引き起こし、その結果、微生物間でのＤＮＡ融合が生じ、融合微生物による対抗性菌、耐衡性菌により獲得した酵素及びタンパク質の高分子結合結晶が発生し、情報触媒の作用として情報とエネルギーを現生・発現させ、すべての物質、分子、原子レベルに対する分解菌並びに分解酵素を現生させて、環境汚染物質を分解消失するものである。
【発明の効果】
【０００９】  以上のように、本発明によれば、本発明は、複合発酵法を用いて発酵液状化槽、第一発酵槽、第二発酵槽、固型発酵槽、第一発酵合成槽、第二発酵合成槽から第三発酵合成槽及び沈澱槽、貯水槽における腐敗を止め、すべての好気性及び嫌気性フザリウム属を不発生にし、固型発酵槽、及び沈澱槽において固形発酵を起こさせることで、腐敗を発酵に切り換えて悪臭をなくし、二酸化炭素、硫化水素、酸化窒素、酸化硫黄の発生を抑制し、酸素とマイナスイオンを発生させ、屎尿を水と炭素とガスに分解し、汚泥を発生させないという効果を生じるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】  さらに前記目的を達成するために、請求項１に記載した本発明のリサイクルトイレシステムは、発酵液状化槽にエアーレーションした状態で水を注入し、満水状態とする。それに糖蜜を発酵液状化槽の容量の０．０５％投入し、１５分間曝気し、ＥＭＢＣ（複合発酵）固型バイオを水の量に対し重量比０．０１％の割合で混合して、１時間曝気し、ＭＬＳＳ菌床を発酵液状化槽内の濃度５００ｐｐｍになるように投入し、３０分曝気する。ＥＭＢＣ培養液を容量の０．１％散布して強曝気とする。発酵液状化槽をオーバーフローした水が移流管を通じて底部に入るように設置された第一発酵槽にエアーレーションした状態で水を注入し、満水状態とする。それに糖蜜を第一発酵槽の容量の０．０５％投入し、１５分間曝気し、ＥＭＢＣ（複合発酵）固型バイオを水の量に対し重量比０．０１％の割合で混合して、１時間曝気し、ＭＬＳＳ菌床を第一発酵槽内の濃度３００ｐｐｍになるように投入し、３０分曝気する。ＥＭＢＣ培養液を容量の０．１％散布して強曝気とする。第一発酵槽をオーバーフローした水が移流管を通じて底部に入るように設置された第二発酵槽にエアーレーションした状態で水を注入し、満水状態とする。それに糖蜜を第二発酵槽の容量の０．０５％投入し、１時間曝気し、ＭＬＳＳ菌床を第二発酵槽内の濃度１００ｐｐｍになるように投入し、３０分曝気する。ＥＭＢＣ培養液を容量の０．１％散布して強曝気とする。第二発酵槽をオーバーフローした水が移流管を通じて底部に入るように設置された固型発酵槽にエアーレーションした状態で水を注入し、満水状態とする。ＥＭＢＣ培養液を容量の０．１％散布して微弱曝気とする。固型発酵槽からポンプアップした水が入るように設置された第一発酵合成槽にエアーレーションした状態で水を注入し、満水状態とする。ＭＬＳＳ菌床を第一発酵合成槽内の濃度１０００ｐｐｍになるように投入し、３０分曝気する。ＥＭＢＣ培養液を容量の０．１％散布して曝気し、ＤＯが８．０〜８．５となるようにエアー量を調整する。第一発酵合成槽をオーバフローした水が移流管を通じて底部に入るように設置された第二発酵合成槽、及び第二発酵合成槽の次に同様に設置された第三発酵合成槽をいずれも第一発酵合成槽と同じように準備する。第三発酵合成槽から移流管を通じて沈澱槽の満水時の水面と同じ高さに水が入るように設置された沈澱槽に水を注入し、満水状態とする。沈澱槽からオーバーフローした水が溜まるように設置された貯水槽、及びトイレ内の給水タンク（水と空気を高圧で流出させ、屎尿を便器から第一発酵液状化槽に水洗投入する為のもの）に沈澱槽と同様に満水にしてＥＭＢＣ培養液を散布して準備する。このすべての準備が終了した後、エアーレーションを維持し、７２時間放置した後、通常のトイレとして使用する。使用開始後のエアーレーションを発酵液状化槽中、第一発酵槽強、第二発酵槽中、固型発酵槽微弱、第一発酵合成槽中の強、第二発酵合成槽中、第三発酵合成槽中とし、使用開始後一週間は、朝と晩にＥＭＢＣ培養液を発酵液状化槽の容量の０．０２％をトイレの排水口から投入する。各槽の状態を見ながら、合成を強くしたい場合は、ＥＭＢＣ培養液を投入し、発酵を強くする場合は、ＥＭＢＣ���複合発酵）固型バイオを投入し、沈澱槽内に菌床が溜まってきた場合に、手動で第一発酵合成槽に、さらに溜まる量が増えてきた場合に、手動で発酵液状化槽に移送する。この状態でトイレを使用することによって、発酵液状化槽で発酵が始まり、有機物の液状化が起こり、第一、第二発酵槽で完全発酵が起き、固型発酵槽で嫌気発酵、固型発酵を起こさせ、分解菌並びに分解酵素を現生させ、第一、第二、第三発酵合成槽で複合発酵、発酵合成を起こさせ、沈殿槽で嫌気発酵、固型発酵を起こさせ、さらに分解菌、分解酵素を原生させて、屎尿を水と炭素とガスに分解消失させ、水の減少を補給するのみで、処理水をリサイクルし、汚泥を発生させないことを特徴とするものである。
【実施例】
【００１１】  本発明の実施例について添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明である複合発酵リサイクルトイレシステムを説明するための概略横断面図であり、図２は概略平面図、図３は概略縦断面図である。本実施例は、ジェット水洗式トイレを二つ使用し、１日３０人〜６０人の使用を条件とし、図面のようにトイレ１下部及び背後に屎尿を処理して水をリサイクルするリサイクルトイレシステムを配置し、４ｔトラックで移送可能としたものである。１．２７ｍ３の発酵液状化槽２にブロワー４とエアー配管５を通じ、散気管３でエアーレーションした状態で水を注入し、満水状態とする。それに糖蜜を発酵液状化槽２の容量の０．０５％投入し、１５分間曝気し、ＥＭＢＣ（複合発酵）固型バイオを水の量に対し重量比０．０１％の割合で混合して、１時間曝気し、ＭＬＳＳ菌床を発酵液状化槽２内の濃度５００ｐｐｍになるように投入し、３０分曝気する。ＥＭＢＣ培養液を容量の０．１％散布して強曝気とする。発酵液状化槽２をオーバーフローした水が移流管１６を通じて底部に入るように設置された０．６５ｍ３の第一発酵槽６にブロワー４とエアー配管５を通じ、散気管３でエアーレーションした状態で水を注入し、満水状態とする。それに糖蜜を第一発酵槽６の容量の０．０５％投入し、１５分間曝気し、ＥＭＢＣ（複合発酵）固型バイオを水の量に対し重量比０．０１％の割合で混合して、１時間曝気し、ＭＬＳＳ菌床を第一発酵槽６内の濃度３００ｐｐｍになるように投入し、３０分曝気する。ＥＭＢＣ培養液を容量の０．１％散布して強曝気とする。第一発酵槽６をオーバーフローした水が移流管１６を通じて底部に入るように設置された０．６５ｍ３の第二発酵槽７にブロワー４とエアー配管５を通じ、散気管３でエアーレーションした状態で水を注入し、満水状態とする。それに糖蜜を第二発酵槽７の容量の０．０５％投入し、１時間曝気し、ＭＬＳＳ菌床を第二発酵槽７内の濃度１００ｐｐｍになるように投入し、３０分曝気する。ＥＭＢＣ培養液を容量の０．１％散布して強曝気とする。第二発酵槽７をオーバーフローした水がマテリアル触媒槽８を通じて入るように設置された０．３８ｍ３の固型発酵槽９にブロワー４とエアー配管５を通じ、散気管３でエアーレーションした状態で水を注入し、満水状態とする。ＥＭＢＣ培養液を容量の０．１％散布して微弱曝気とする。固型発酵槽９からポンプ１０で汲み上げた水が移送管１１を通じて入るように設置された第一発酵合成槽１２にブロワー４とエアー配管５を通じ、散気管３でエアーレーションした状態で水を注入し、満水状態とする。ＭＬＳＳ菌床を第一発酵合成槽１２内の濃度１０００ｐｐｍになるように投入し、３０分曝気する。ＥＭＢＣ培養液を容量の０．１％散布して曝気し、ＤＯが８．０〜８．５となるようにエアー量を調整する。第一発酵合成槽１２をオーバフローした水が移流管１６を通じて底部に入るように設置された第二発酵合成槽１３、及び第二発酵合成槽１３の次に同様に設置された第三発酵合成槽１４をいずれも第一発酵合成槽１２と同じように準備する。第三発酵合成槽１４から移流管１７を通じて沈澱槽１５の満水時の水面と同じ高さに水が入るように設置された沈澱槽１５に水を注入し、満���状態とする。沈澱槽１５からオーバーフローした水が溜まるように設置された貯水槽１９、及びトイレ１内の給水タンク（水と空気を高圧で流出させ、屎尿を便器から第一発酵液状化槽に水洗投入する為のもの）に沈澱槽１５と同様に満水にしてＥＭＢＣ培養液を散布して準備する。このすべての準備が終了した後、エアーレーションを維持し、７２時間放置した後、通常のトイレとして使用する。使用開始後のエアーレーションを発酵液状化槽２中、第一発酵槽６強、第二発酵槽７中、固型発酵槽９微弱、第一発酵合成槽１２中の強、第二発酵合成槽１３中、第三発酵合成槽１４中とし、使用開始後一週間は、朝と晩にＥＭＢＣ培養液を発酵液状化槽２の容量の０．０２％をトイレの排水口から投入する。各槽の状態を見ながら、合成を強くしたい場合は、ＥＭＢＣ培養液を投入し、発酵を強くする場合は、ＥＭＢＣ（複合発酵）固型バイオを投入し、沈澱槽１５内に菌床が溜まってきた場合に、手動で第一発酵合成槽１２に、さらに溜まる量が増えてきた場合に、手動で発酵液状化槽２に移送する。この状態でトイレを使用することによって、発酵液状化槽２で発酵が始まり、有機物の液状化が起こり、第一発酵槽６、第二発酵槽７で完全発酵が起き、固型発酵槽９で嫌気発酵、固型発酵を起こさせ、分解菌並びに分解酵素を現生させ、第一発酵合成槽１２、第二発酵合成槽１３、第三発酵合成槽１４で複合発酵、発酵合成を起こさせ、沈殿槽１５で嫌気発酵、固型発酵を起こさせ、さらに分解菌、分解酵素を原生させて、屎尿を水と炭素とガスに分解消失させ、水の減少を補給するのみで、処理水をリサイクルし、汚泥を発生させないことを特徴とするものである。【００１２】  前記ＥＭＢＣ固型バイオは、米糠９０重量％、水５重量％、籾殻２．５重量％、藁２．５重量％からなる材料に、複合発酵状態にある微生物が出す酵素を材料の全体量の３重量％を添加混合し、加湿し、材料の上下切り返しを数回繰り返し、空気中から微生物を混入させて、１ｃｃあたりの微生物数（生菌数）が、１０７〜１０８から１０９に増加させ、菌の死滅を無くし、それによって、１０２０〜１０３０へと生菌数が飛躍的に増大し、微生物の高密度化がおき、この状態でしばらく寝かせた後、乾燥させて粉砕したものである。【００１３】  前記ＥＭＢＣ酵素液は、水９０重量％、松、笹、梅、無花果、栗、桃、柿の葉から抽出した抽出液６重量％、オカラ３重量％、糖蜜１重量％からなる原液に、空気中から微生物を混入させて、１ｃｃあたりの微生物数（生菌数）が、１０７〜１０８から１０９に増加すると菌の死滅がなくなり、それによって、１０２０〜１０３０へと飛躍的に増大し、微生物の高密度化がおき、さらにこの水溶液内で微生物酵素の高濃度化が起き、前記松、笹、無花果、栗、桃、柿の葉に含まれる植物酵素とともに結合結晶化（合成融合）し、誘導体たる抗酸化物質が生成される。この抗酸化物質を含む溶液を濾過して前記酵素液を得るのである。【００１４】  前記ＭＬＳＳ菌床は、屎尿あるいは生活排水を複合発酵技術で処理し、沈澱槽等で嫌気発酵、固型発酵を起こし、ＭＬＳＳに複合発酵状態にある微生物が付着（着子）し、嫌気性菌類が根付く（着床）ようにし、さらに嫌気性菌類がコロニー化（菌床）���たものである。
【産業上の利用可能性】
【００１３】  屎尿・汚泥引抜が不要で、悪臭がなく、設置が容易であるので、従来の簡易トイレの主たる用途であった建設現場、イベント会場、山小屋等の用途の他に、体育館等、観光地用、公園等、人が集まる場所のすべてに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  複合発酵生ゴミ処理システムを説明するための概略横断面図
【図２】  複合発酵生ゴミ処理システムを説明するための概略平面図
【図３】  複合発酵生ゴミ処理システムを説明するための概略縦断面図
【符号の説明】
１  トイレ
２  発酵液状化槽
３  散気管
４  ブロワー
５  エアー配管
６  第一発酵槽
７  第二発酵槽
８  マテリアル触媒槽
９  固型発酵槽
１０  ポンプ
１１  移送管
１２  第一発酵合成槽
１３  第二発酵合成槽
１４  第三発酵合成槽
１５  沈澱槽
１６  移流管
１７  移流管（第三発酵合成槽から沈澱槽への）
１８  返送管
１９  貯水槽
【図１】
2005319445.tif 000002
【図２】
2005319445.tif 000003
【図３】
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