(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
好気槽と嫌気槽とからなる浄化槽に対して、汚水が流入する汚水流入管が浄化槽に接続され、浄化槽によって処理された処理水が流出する処理水流出管が浄化槽に接続され、前記好気槽の汚水流入管側に汚水濃度センサが設けられ、前記好気槽の処理水流出管側に処理水濃度センサが設けられ、
前記汚水濃度センサによって検知される汚水濃度に基づいて、好気槽における汚水濃度が好気性細菌の繁殖に適する範囲内となるように好気槽に流入する汚水を希釈するとともに、前記処理水濃度センサによって検知される処理水濃度に基づいて、好気槽から流出する処理水の濃度が基準値濃度以下となるように、好気槽から流出する処理水を希釈して排水するために、前記好気槽の汚水流入管側と処理水流出管側とに水を分岐して配分する水流量調節部を有し、
前記水流量調節部には貯水タンクから給水器を介して配水管が接続され、前記貯水タンクには雨水を供給する雨水供給管が配置され、この雨水供給管によって雨水が前記水流量調節部に供給され、
前記給水器には水道水供給部と地下水供給部とが接続され、前記貯水タンクに設置された貯水残量センサが検知する貯水残量に応じて、水道水供給部と地下水供給部のいずれか一方または両方から、水道水と地下水のいずれか一方または両方が前記給水器に供給されることを特徴とする汚水浄化装置。
【請求項２】
前記処理水流出管に噴霧器が設けられ、この噴霧器に対して前記水流量調節部から水が分岐して配分されることを特徴とする請求項１記載の汚水浄化装置。
【請求項３】
前記処理水流出管に希釈槽が設けられ、この希釈槽に対して前記水流量調節部から水が分岐して配分されることを特徴とする請求項１または２記載の汚水浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、汚水を浄化するにあたって、水の使用量を最小限としつつ、効率良く汚水を浄化することが可能な汚水浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自然環境保護の観点から、水質保全の必要性が叫ばれている。水質汚染の原因として従来は工業廃水が大きな問題となっていたが、様々な規制によって工業排水による水質汚染は減少の傾向にある。その一方、生活排水が水質汚染の一因となっていることが報告されており、それぞれの家庭において生活排水を浄化するための有効な浄化手段が求められている。
【０００３】
生活排水の浄化にあたっては、汚水を希釈して排水することが必要であり、希釈のために水を際限なく使用できるのであればどのようにでも希釈することは可能であるが、その一方で節水が求められることから、可能な限り節水しながら、汚水を効果的に希釈して生活排水の浄化を行うことは難しく、節水と汚水浄化を両立できる手段が求められている。
浄化装置に関する先行技術の一例が、特許文献１に記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平９―１７４０７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されたものは、一般家庭用に容易に設置できるコンパクトな中水処理システムを提供することを目的として、浄化処理した処理水を小型の処理水貯留槽に貯留し、処理水貯留槽に貯留した処理水をトイレ洗浄水及び洗車，散水などの雑用水として使用可能な構成としたものである。
特許文献１に記載のものでは、浄化処理した処理水を小型の処理水貯留槽に貯留してこれを再利用するという観点からは、水の有効利用が図られているといえる。本発明者は、水の有効利用という観点から、生活排水を自然界に放出するにあたって、汚水の浄化および希釈に必要とされる水の使用量を最小限に抑えつつ、汚水の浄化および希釈の効果が最大となる手段が必要であると考えた。
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、可能な限り節水しながら、汚水を効果的に希釈して、排水が自然環境を損なうことのない汚水浄化装置および汚水浄化方法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】
以上の課題を解決するために、本発明の汚水浄化装置は、好気槽と嫌気槽とからなる浄化槽に対して、汚水が流入する汚水流入管が浄化槽に接続され、浄化槽によって処理された処理水が流出する処理水流出管が浄化槽に接続され、前記好気槽の汚水流入管側に汚水濃度センサが設けられ、前記好気槽の処理水流出管側に処理水濃度センサが設けられ、前記汚水濃度センサと前記処理水濃度センサとによって検知される汚水濃度と処理水濃度に基づいて、好気槽の汚水流入管側と処理水流出管側とに、水流量調節部から水が分岐して配分されることを特徴とする。
【０００７】
好気槽を満たす好気性細菌は、好気槽内の生物化学的酸素要求量（Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｄｅｍａｎｄ：ＢＯＤ）が所定の範囲内でないと異常繁殖したり死滅したりするため、好気性細菌による浄化が適正に行われるためには、好気槽に流入する汚水の濃度が適正な範囲となるように希釈して、正常な繁殖状態を維持することが必要となる。そのため、本発明の汚水浄化装置においては、好気槽の汚水流入管側に設けられた汚水濃度センサによって、好気槽に流入する汚水の濃度を検知して、水流量調節部から水を供給して汚水を希釈して、好気槽内で最適な状態で浄化が行われることを可能としている。
【０００８】
その一方、細菌による浄化によってもなお残留する汚水成分を希釈するために、好気槽の処理水流出管側に設けられた処理水濃度センサによって、好気槽から流出する処理水の濃度を検知して、浄化槽から流出する処理水を希釈して自然界に放出している。
このような、好気槽内での細菌の繁殖に必要な希釈と、好気槽での浄化後に流出する処理水の希釈とに用いられる水量を、水流量調節部において判断しており、水の使用量を最小限に抑えて、汚水の浄化、希釈について最大の効果が得られるようにしている。
【０００９】
本発明の汚水浄化装置においては、前記処理水流出管に噴霧器が設けられ、この噴霧器に対して前記水流量調節部から水が分岐して配分されることが好ましい。
処理水を希釈するにあたって、希釈後の処理水の濃度ができる限り均等であることが好ましいが、噴霧器は霧状の水を吹き付けるため、処理水の特定の領域だけが希釈されることがなく、処理水の濃度を均等にする点において優れた効果を発揮する。
【００１０】
本発明の汚水浄化装置においては、前記処理水流出管に希釈槽が設けられ、この希釈槽に対して前記水流量調節部から水が分岐して配分されることが好ましい。
噴霧器で希釈された後、希釈槽においてさらに希釈し、上澄み液を放出することによって、自然環境を損なうことのない浄化手段として有効である。
【００１１】
本発明の汚水浄化装置においては、前記水流量調節部には貯水タンクから給水器を介して配水管が接続され、前記貯水タンクには雨水を供給する雨水供給管が配置され、この雨水供給管によって雨水が前記水流量調節部に供給されることが好ましい。
汚水の希釈に用いられる水として貯水された雨水を優先的に使用することにより、節水効果が大きい。
【００１２】
本発明の汚水浄化装置においては、前記給水器には水道水供給部と地下水供給部とが接続され、前記貯水タンクに設置された貯水残量センサが検知する貯水残量に応じて、水道水供給部と地下水供給部のいずれか一方または両方から、水道水と地下水のいずれか一方または両方が前記給水器に供給されることが好ましい。
降水量が少ないときなど、雨水の備蓄が不十分な場合に備えて、貯水残量センサからの情報に基づいて、必要に応じて水道水または地下水が使用される。
【００１３】
本発明の汚水浄化方法は、好気槽の汚水流入管側に設置された汚水濃度センサによって検知される汚水濃度に基づいて、好気槽における汚水濃度が好気性細菌の繁殖に適する範囲内となるように好気槽に流入する汚水を希釈するとともに、好気槽の処理水流出管側に設置された処理水濃度センサによって検知される処理水濃度に基づいて、好気槽から流出する処理水の濃度が基準値濃度以下となるように、好気槽から流出する処理水を希釈して排水することを特徴とする。
【００１４】
好気槽における汚水濃度が好気性細菌の繁殖に適する範囲内となるように好気槽に流入する汚水を希釈することにより、好気槽内の細菌の繁殖を最適状態にして好気性細菌による浄化機能を最大限得ることができるとともに、好気槽から流出する処理水の濃度が基準値濃度以下となるように、好気槽から流出する処理水を希釈することにより、自然界に悪影響を与えることがない。好気槽に流入する汚水を希釈するために使用される水量と、好気槽から流出する処理水を希釈するために使用される水量は、汚水濃度センサと処理水濃度センサによって判断されるため、水の使用量を最小限に抑えた上で、汚水浄化の効果を最大限得ることができる。
【００１５】
本発明の汚水浄化方法においては、前記希釈のために使用される水として雨水を優先的に使用し、選択的に水道水または地下水を使用することが好ましい。
節水の観点から雨水を優先的に使用することが好ましいが、降水量が少ないときなど、雨水の備蓄が不十分な場合に備えて、必要に応じて水道水または地下水を使用することにより、様々な状況に対応した排水処理が可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、可能な限り節水しながら、汚水を効果的に希釈して、排水が自然環境を損なうことのない汚水浄化装置および汚水浄化方法を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明の汚水浄化装置および汚水浄化方法を、その実施形態に基づいて説明する。
図１に、本発明の実施形態に係る汚水浄化装置の構成を示す。
図１において、屋外に配置された貯水タンク１の上方には、雨水を供給する雨水供給管２が配置され、雨水供給管２から流入する雨水が貯水タンク１内に蓄積されている。貯水タンク１には配水管３を介して給水器４が接続され、貯水タンク１に蓄積された雨水が給水器４に供給される。この給水器４にはまた、水道水供給部５と地下水供給部６とが水道水供給管７、地下水供給管８を介して接続されており、水道水または地下水が必要に応じて給水器４に供給される。
【００１８】
貯水タンク１には、貯水残量を検出する貯水残量センサ９が設置されており、この貯水残量センサ９は、給水器４に設置された給水制御部１０と電気的に接続されている。また、給水器４に設置された給水制御部１０は、室内に設置された給水ボタン１１と電気的に接続されている。
【００１９】
本発明においては、節水の観点から、雨水供給管２から供給される雨水を優先的に使用するが、降水量が少ないときなど、雨水の備蓄が不十分な場合に備えて、貯水残量センサ９からの情報に基づいて、必要に応じて水道水または地下水が使用される。使用する水の選択は、基本的には貯水残量センサ９と給水制御部１０とによって自動的に行われるが、室内に設置された給水ボタン１１によって、手動によって使用する水の種類を選択することもできる。
【００２０】
給水器４は配水管１２を介して水流量調整部１３に接続されており、給水器４から水流量調整部１３に供給された水は、水流量調整部１３に接続された複数の分岐管である第一の分岐管１４、第二の分岐管１５、第三の分岐管１６によって、配分される水の分配比が考慮されて配分される。水流量調整部１３には分配制御部１７が設置されており、この分配制御部１７には、後述する汚水濃度センサ１８と処理水濃度センサ１９とが電気的に接続されており、汚水濃度センサ１８と処理水濃度センサ１９とから送出される情報に基づいて、水流量調整部１３から配分される水の分配比が決定される。
【００２１】
浄化槽２０は、嫌気槽２１と好気槽２２とが連結して形成されており、嫌気槽２１には嫌気性微生物が充填され、好気槽２２には好気性微生物が充填されている。嫌気槽２１には汚水流入管２３が連結され、嫌気槽２１に対して汚水が流入する。また、好気槽２２の入口側には、好気槽２２に流入する汚水の濃度を検出する汚水濃度センサ１８が設置され、好気槽２２の出口側には、浄化槽２０によって処理されて好気槽２２から流出する処理水の濃度を検出する処理水濃度センサ１９が設置されている。
【００２２】
第一の分岐管１４は好気槽２２に接続されており、第一の分岐管１４を介して水流量調整部１３から供給された水は、好気槽２２に流入する汚水を希釈する。好気槽２２には処理水流出管２４が接続され、この処理水流出管２４の途中に、好気槽２２側から見て噴霧器２５、希釈槽２６の順に配置されている。噴霧器２５には第二の分岐管１５が接続され、また、希釈槽２６には第三の分岐管１６が接続されており、噴霧器２５と希釈槽２６に水流量調整部１３から水が供給される。また、希釈槽２６には別途雨樋を設けて、雨水が直接希釈槽２６に流入する構造としてもよい。
【００２３】
浄化槽２０ではまず、嫌気槽２１で汚水中の浮遊物が取り除かれるとともに、嫌気性微生物によって汚水に含まれる有機物が除去される。
浄化槽２０においては、生活排水中に含まれる窒素を除去することが必要であるが、排水中に含まれる窒素の多くは、屎尿などに含まれるアンモニアがイオン化したアンモニウムイオンとして存在しており、このアンモニウムイオンを酸化することによって、亜硝酸イオンを経て硝酸イオンに変換する。この硝化の過程は好気槽２２において行われる。
【００２４】
しかし、好気槽２２に流入する汚水の濃度が高すぎると、好気槽２２に充填されている好気性微生物が異常繁殖し、その結果、好気槽２２内のＢＯＤ（Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｄｅｍａｎｄ）が高くなる。ＢＯＤは、微生物が水中の有機物を分解するときに消費する酸素量であり、この消費する酸素量の増大によって好気槽２２内が酸欠状態となり、好気性微生物が死滅する。また、好気槽２２に流入する汚水に、好気性微生物の繁殖に適さない洗剤等が多く含まれている場合には、やはり好気性微生物が死滅する。
【００２５】
そのため、汚水濃度センサ１８が、好気槽２２に流入する汚水の濃度が上限基準値より高いことを感知したときは、その情報に基づいて水流量調整部１３から第一の分岐管１４を経て好気槽２２に水が供給され、好気槽２２に流れる汚水濃度が低下して、好気性微生物が好適に繁殖し、汚水処理能力が高まる。
【００２６】
一方、ＢＯＤが低下しすぎると、微生物のえさが減少することとなって微生物が減少し、汚水浄化能力が低下するため、微生物の適正な繁殖がなされる程度のＢＯＤ濃度を保つことが必要である。そのため、汚水濃度センサ１８が、好気槽２２内の汚水の濃度が下限基準値より低いことを感知したときは、水流量調整部１３からの水の供給を停止する。
硝化の過程によって好気槽２２内で生成された硝酸イオンは、硝化液として嫌気槽２１に戻され、嫌気槽２１内で還元されて窒素分子となり、窒素分子は大気中に放散されて排水中から分離する。
【００２７】
このようにして浄化槽２０によって処理された処理水は、処理水流出管２４から排出されるが、この処理水流出管２４には噴霧器２５が設けられており、噴霧器２５には第二の分岐管１５が連結されている。噴霧器２５には第二の分岐管１５を介して水流量調整部１３から水が供給され、噴霧器２５から霧状の水が処理水に対して吹き付けられる。
【００２８】
処理水は浄化槽２０内の細菌によって処理されているが、上述したように、浄化槽２０内の細菌の繁殖を最適な状態で維持するためには、浄化槽２０内の汚水濃度をある範囲内に維持することが必要であり、状況によっては、自然界に放出するためにはさらに希釈が必要な場合がある。
【００２９】
本発明においては、このような場合に備えて、処理水濃度センサ１９が処理水濃度が基準値よりも高く、処理水の希釈が必要であると判断すると、噴霧器２５が霧状の水を処理水に対して吹き付けて、処理水を希釈する。処理水を希釈するにあたって、希釈後の処理水の濃度ができる限り均等であることが好ましいが、噴霧器２５は霧状の水を吹き付けるため、処理水の特定の領域だけが希釈されることがなく、処理水の濃度を均等にする点において有利である。噴霧器２５の形態としては、例えば、ノズル形状の噴霧口を有し、この噴霧口から所定の圧力で水が噴出するようにすればよい。
【００３０】
処理水流出管２４にはさらに希釈槽２６が設けられており、噴霧器２５から噴出する霧状の水によって希釈された処理水は、この希釈槽２６に一時的に蓄えられる。希釈槽２６には第三の分岐管１６が連結されており、噴霧器２５で希釈された後の処理水は、希釈槽２６においてさらに希釈され、その上澄み液が放出される。希釈槽２６は最後の希釈手段であるため、可能な限り希釈されることが望ましいことから、希釈水の残量に余裕がある場合には、残っている希釈水を可能な限り使用する。また、希釈槽２６に別途雨樋を設けて雨水が直接希釈槽２６に流入する構造とすることによって、雨水を直接利用することもできる。
【００３１】
このように、本発明においては、汚水濃度センサ１８によって検知される汚水濃度に基づいて、好気槽２２内における汚水濃度が好気性細菌の繁殖に適する範囲内となるように、好気槽２２内の細菌の繁殖状態を最適化して、細菌による汚水の浄化を最適なレベルで促進している。その一方、細菌による浄化によってもなお残留する汚水成分を希釈するために、浄化槽２０から流出する処理水を希釈して自然界に放出している。この方法によると、好気槽２２内の細菌の繁殖状態を最適化するために必要な水を最小限使用して、細菌による浄化機能を最高レベルで高めて浄化しているため、浄化の効果は最大となる一方で、細菌による浄化ではなおも残留する汚水成分を希釈しているため、使用する水の総和としては最小限の使用量で、自然界に放出できるレベルのきれいな排水を得ることができ、節水と自然環境の保護の両面において大きな効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、可能な限り節水しながら、汚水を効果的に希釈して、排水が自然環境を損なうことのない汚水浄化装置および汚水浄化方法として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態に係る汚水浄化装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  貯水タンク
２  雨水供給管
３  配水管
４  給水器
５  水道水供給部
６  地下水供給部
７  水道水供給管
８  地下水供給管
９  貯水残量センサ
１０  給水制御部
１１  給水ボタン
１２  配水管
１３  水流量調整部
１４  第一の分岐管
１５  第二の分岐管
１６  第三の分岐管
１７  分配制御部
１８  汚水濃度センサ
１９  処理水濃度センサ
２０  浄化槽
２１  嫌気槽
２２  好気槽
２３  汚水流入管
２４  処理水流出管
２５  噴霧器
２６  希釈槽
【要約】
【課題】可能な限り節水しながら、汚水を効果的に希釈して、排水が自然環境を損なうことのない汚水浄化装置および汚水浄化方法を提供する。
【解決手段】好気槽２２と嫌気槽２１とからなる浄化槽に対して汚水が流入する汚水流入管２３が浄化槽２０に接続され、浄化槽２０によって処理された処理水が流出する処理水流出管２４が浄化槽２０に接続され、好気槽２２の汚水流入管２３側に汚水濃度センサ１８が設けられ、好気槽２２の処理水流出管２４側に処理水濃度センサ１９が設けられ、汚水濃度センサ１８と処理水濃度センサ１９とによって検知される汚水濃度と処理水濃度に基づいて、好気槽２２の汚水流入管２３側と処理水流出管２４側とに、水流量調節部１３から水が分岐して配分される汚水浄化装置。
【選択図】図１【図１】
0004114174.tif 000002