JP2000210506A

JP2000210506A - 雑用排水簡易浄化装置

Info

Publication number: JP2000210506A
Application number: JP11017842A
Authority: JP
Inventors: Takahiko Yamamoto; 多嘉彦山本
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1999-01-27
Filing date: 1999-01-27
Publication date: 2000-08-02

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な装置で雑用排水をろ過し、容易に再利
用できるようにする。【解決手段】ろ過装置１に水を通過させ不純物通過を
遮るステンレス製多孔板で形成した籠状のろ過層３を含
み、多孔板はステンレス板を多数の細孔のある防食剤の
マスクで覆い酸で腐食させて孔を開けるエッチング技法
で作る。ろ過装置に、前記籠状のろ過層の第一次ろ過層
３と、二枚のポリオレフィン発泡板の間に球状活性炭の
細粒を挟んで加熱成形したサンドイッチ状のろ過層を含
む第二次ろ過層４を備える。また、ろ過装置のろ過能力
低下を補うために、一時的に前記ろ過装置内の水面Ｓを
圧縮空気により加圧する強制ろ過手段（１２、１４、１
８）を備える。さらに、ろ過装置に水面の高さを検知す
る手段５を備え、その検知手段の出力によりろ過装置へ
の圧縮空気の供給を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般家庭の風呂の
お湯、台所の流し台からの洗浄水、洗濯機からの排水な
どの雑用排水又は小規模事業場などの使用済み上水道水
を、下水道や河川に流す前に浄化して、再利用する雑用
排水簡易浄化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、一般家庭においては、上水道
で使用した水はすべて下水に流すか浸透枡で地下に戻す
のが通常であった。最も整った都市部などの給水は、上
水・中水・下水とに別れているが、上水道は飲み水、中
水道は風呂用水・洗濯用水・台所用水に使用し、その使
用後はそのまま下水道に放流されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】最近、世界的に、水資
源を大切にしようとする運動が盛んである。ところが、
従来の家庭用水道における使用水量は、大人２人と子供
２人の一般的な平均家族で２３〜３０ｍ³／月を使用し
ている。これらの水は再利用することなく捨てていた。
そこで、公共事業で行われる大規模な対策の他に、各家
庭でも、自主的に節水が行われることが望ましい。その
ためには、負担する費用が少なく、できるだけ効率よく
簡単にできる水再利用のための雑用排水簡易浄化装置の
出現が期待されている。しかし、このような装置は未だ
に存在しない。

【０００４】本発明の目的は、このような課題を解決
し、一般家庭や小規模事業場などの雑用排水をろ過し浄
化して、植木用散水・自動車洗車水・トイレ水洗水とし
て再利用することができるような、安価で取扱易い雑用
排水簡易浄化装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、以下に記載す
るような解決手段により、前記課題を解決する。なお、
理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する
符号を付して説明するが、これに限定するものではな
い。すなわち、請求項１の発明は、雑用排水の小規模な
浄化装置において、装置構成要素のろ過装置（１）に、
雑用排水を通過させ不純物の通過を遮る多数の孔を開け
た多孔板により形成した籠状のろ過層（３）を含むこと
を特徴とする雑用排水簡易浄化装置である。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１に記載の雑用
排水簡易浄化装置において、前記多孔板は、ステンレス
板の表面を多数の細孔のある防食剤の面で覆い酸で腐食
させて細孔を開けるエッチング技法により加工された多
孔板であることを特徴とする雑用排水簡易浄化装置であ
る。

【０００７】請求項３の発明は、請求項１または請求項
２に記載の雑用排水簡易浄化装置において、前記ろ過装
置（１）に第一次ろ過層（３）とその第一次ろ過層
（３）に重ねて配置される第二次ろ過層（４）を含み、
前記籠状のろ過層を前記第一次ろ過層（３）とし、前記
第二次ろ過層（４）に二枚のポリオレフィン発泡板の間
に一定の厚さの球状活性炭の細粒を挟んで加熱成形した
サンドイッチ状のろ過層（４３、４６）を含むことを特
徴とする雑用排水簡易浄化装置である。

【０００８】請求項４の発明は、請求項１から請求項３
のいずれか１項に記載の雑用排水簡易浄化装置におい
て、前記ろ過装置（１）のろ過能力の低下を補うため
に、一時的に前記ろ過装置（１）内の雑用排水面（Ｓ）
を圧縮空気により加圧する強制ろ過手段（１２、１４、
１８）を備えることを特徴とする雑用排水簡易浄化装置
である。

【０００９】請求項５の発明は、請求項４に記載の雑用
排水簡易浄化装置において、前記ろ過装置（１）に装置
内の雑用排水面の高さを検知する検知手段（５、５４）
を備え、その検知手段（５４）の出力によりろ過装置
（１）への前記圧縮空気の供給を制御することを特徴と
する雑用排水簡易浄化装置である。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
雑用排水簡易浄化装置の実施形態について、さらに詳し
く説明する。図１は、本発明の雑用排水簡易浄化装置の
システム構成を示す系統図である。本装置のシステムに
は、図１に示すように、ろ過装置１と、ろ過装置１に圧
縮空気を供給するエアータンク１２と、その他の関係設
備を備えている。従来技術による圧力貯水層２０は、ろ
過装置１によりろ過した処理水を貯蔵するとともに、処
理水放出時に必要な圧力を保つ。

【００１１】本発明の特徴は、第１に、一連の重ねたろ
過層に、エッチング技法により作られた極めて細かい目
のフィルターを含み、ろ過性能を格段に向上させるとと
もに、それ以外に組み合わせるろ過剤の目づまりによる
性能の劣化を防いでいることである。次に、前記フィル
ターの配置によるろ過速度の遅れに対応して、ろ過装置
の容器を一時的に密閉状態に切り換え、そこに圧縮空気
を送り込んで加圧して、ろ過速度を上げていることであ
る。

【００１２】例えば、一般家庭内の使用する水の内、一
時に多量の水が排出され機会の多いのは浴槽のお湯であ
る。この場合、３００〜４５０［ｌ（リットル）］が約
１０分間位で全量流れ出る。この流量は、４５［ｌ／
分］である。図１のろ過装置１の容量が３５［ｌ］であ
るとすれば、流れ込んだお湯は、ろ過能力約１０〜２０
［ｌ／分］でろ過されるので、満杯となって所定の最高
水位になるまでの時間は５４〜６７秒である。さらに、
目詰まりが進行した場合、処理能力は落ち、短時間で限
界に達する。そこで、ろ過速度を上げるため、ろ過装置
内部の圧力を一時的に高めているが、加圧のための空気
は、圧力貯水層２０用に使用する圧力発生源（エアータ
ンク）１２の圧縮空気を共用している。

【００１３】図１において、バルブ６、配管７を経てチ
ャッキ弁（フラップ弁）８を通ってろ過装置１に入って
来た雑用水は、一次ろ過層となる籠状のフィルター（以
下第１ろ過籠という）３、および二次ろ過層となる籠状
のフィルター（以下第２ろ過籠という）４を通過するこ
とによって、ろ過と浄化が行われる。一方、エアータン
ク１２内には、コンプレッサーあるいはエアーポンプ１
８によって予め圧縮空気が満たされている。

【００１４】ろ過装置１内で目詰まりによりろ過能力が
低下しても、電磁弁１４に弁開放指令の信号が与えられ
ると、エアータンク１２からの圧縮空気が、チャッキ弁
１３、開閉弁１５、チャッキ弁１６を通って、ろ過装置
１内に圧入され、水面Ｓに０〜３ｋｇ／ｃｍ²の圧力が
加わる。そこで、圧縮空気の加圧によって、水圧が増
し、２倍以上のろ過能力を得ることができる。

【００１５】なお、このとき、流入側配管７の端部に一
方向性のフラップ状の弁蓋を有するチャッキ弁（以下、
フラップ弁という）８があるので、弁内外の圧力差によ
り配管７方向への通路は塞がれる。また、本装置の能力
を越える雑用排水（以下、水という）が生じたときは、
余剰の水は配管３８、３９を経て地面下に設けられた浸
透枡４０に送られ、さらに、余剰分は、配管４１を経て
図示しない下水道に導かれる。

【００１６】ろ過装置１でろ過と浄化が行われた処理済
みの水は、配管９、開閉弁１０、配管１１、開閉弁２
１、およびチャッキ弁２２を経て、圧力貯水槽２０に流
入し、貯蔵される。圧力貯水槽２０は、チャッキ弁１
３、配管２６、電磁弁２７、チャッキ弁２８を経て、エ
アータンク１２から適時圧縮空気が供給され、槽内の圧
力は電磁弁２７の作動により常に一定に保たれる。圧力
貯水槽２０の水は、配管２３、弁２４を経てトイレ用洗
浄水へ、あるいは弁２５を経て植木散水などに使用され
る。

【００１７】図２は、ろ過装置１の平面図である。図３
は、図２のＡ−Ａで切断した断面図（左側面図）であ
る。ろ過装置１の容器２は、ほぼ円筒形の容器本体２ａ
と、その蓋２ｂによって構成された密閉容器である。容
器２内には、第１ろ過籠３と、第２ろ過籠４と、フロー
ト５の本体が挿入されている。また、流入側配管７の一
部が挿入され、その先端にはフラップ弁８が取り付けら
れている。

【００１８】図４は、ろ過装置１に水が流入する状態
で、フラップ弁８を拡大して示した断面図（左側面図）
である。図４において、７ａは配管７の延長部であり、
ろ過装置１内に挿入されている。７ｂは延長部を開閉弁
６に接続するためのフランジである。このフラップ弁８
は、弁座となる支持部８ｂによって配管７の延長部７ａ
に固定されている。フラップ状の可動部である弁蓋８ａ
は、上端付近がねじ８ｃによって支持部８ｂの先端上部
に固定されている。弁蓋８ａは、付け根の部分に柔軟性
があり、外力によって容易に上方に向かって回転し、弁
を開放させることができる。

【００１９】そこで、水が流入する場合は、図中の実線
で示すように弁蓋８ａは開く。ただし、流入がない場合
は、図中の２点鎖線で示すように弁蓋８ａは閉じてい
る。また、水が流入しようとしても、ろ過装置１内が加
圧されれば、弁蓋８ａを境とする内外の圧力差により、
弁蓋８ａは閉じる。

【００２０】第１ろ過籠３は、エッチング技法により作
られたステンレス製多孔板を、ほぼ円筒形で上面開放の
籠状に成形したもので、径８０μｍの丸孔が高密度に多
数開けられている。ろ過装置１内に流入した水は、第１
ろ過籠３の円筒部の周側部と底面部とからろ過され、第
２ろ過籠４へと移行するようになつている。第１ろ過籠
３では、径８０μｍの丸孔を通過できない不純物のすべ
てが取り除かれる。

【００２１】第２ろ過籠４は、図５の拡大断面図（左側
面図）に示すように、おわん形の２重成型品であるポリ
オレフィン成型品４６の内側に、各層を重ねるようにし
て形成されている。ポリオレフィン成型品４６は、真球
状の径が０．０１〜０．１ｍｍの活性炭を、成型前に一
定厚さの活性炭層をポリオレフィン発泡板２枚の間にサ
ンドイッチ状態としたものを加熱成型し、厚さが１．３
４〜１３．４μｍの精密ろ過膜に形成したものである。
このポリオレフィン成型品４６は、エッチング技法によ
るステンレス製多孔板４１の内面に内接した形にセット
される。

【００２２】多孔板４１とポリオレフィン成型品４６を
重ねることにより、精密ろ過領域に匹敵する程の精密ろ
過層となり、しかも強制ろ過による加圧状態となった場
合の最大圧力３ｋｇ／ｃｍ²に耐え得る構造を有してい
る。このおわん形の２重成型品の上面には、上記と同じ
ように、ステンレス製多孔板４２の内側（上側）に沿っ
てポリオレフィン成型品４３を配置した、平たい盆状の
ろ過構造があり、４４は第１ろ過籠３を支えるスペーサ
ーである。したがって、第２ろ過籠４のろ過の最上層
は、前記の多孔板４２とポリオレフィン成型品４３で構
成され、ゴミ・不純物、及び有害成分の除去を目的とし
ている。

【００２３】その下の層は、方解石、あられ石を入れた
層４５であり、通過する処理水をアルカリ性に変える水
質調整と精澄を促すことを目的とする。層４５では、生
物の必須ミネラルであるＣａ，Ｎａ，Ｃｌ，Ｍｇ，Ｆｅ
が溶け出し、また、これらの鉱物の含有物により、通過
する水の適度な硬水化を促し、雑菌繁殖や腐食を防止す
る。

【００２４】層４５の下には、最終的に不純物を吸着除
去するために、平均径５０μｍ〜１００μｍの活性炭
を、平均径２０μｍ〜３０μｍの通過孔のある不織布
（ポリプロピレン）４７ａで包んだ層４７がある。そし
て、前記のポリオレフィン成型品４６と多孔板４１を重
ねた層が、最終のろ過層となる。

【００２５】第２ろ過籠４では、平均径１３．４μｍ〜
２６．８μｍ以上の不純物のろ過が行える。また、平均
径３０μ以下の粒子、及びＮａ、Ｃｌ、アルコール系高
分子、界面活性剤、及び、ＭＲＳＡ、インフルエンザウ
ィルス、Ｏ−１５７などの吸着も行われる。なお、前記
の層４７において、径が１０〜５０μｍ（中心粒径２０
〜３０μｍ）の真球状フェノール樹脂活性炭を充填する
ことにより、平均径５〜１５μｍの不純物を９０％以上
ろ過することができる。。

【００２６】図６は、フロート５と、フロート５の本体
５１の上下動に連動して作動するリミットスイッチ５４
の関係を示す説明図（断面図）である。ろ過装置１内へ
流入する水の突入流量が多い場合、徐々に第１ろ過籠３
内の水位が上昇する。そこで、図３に示すフロートの本
体５１の上昇にともなって、その側面に固定されている
シャフト５３が、ガイド５３ａに沿って上昇し、リミッ
トスイッチ５４の可動部５４ａを押すと、リミットスイ
ッチ５４は、図示しない制御部を介して、電磁弁１４に
弁開放のための信号を送出する。

【００２７】一方、フロートの本体５１の上端に固定さ
れたシャフト５２は、その先端位置がスリットを通して
外部から見えるよるようになっているので、水位上昇と
ともに、水位表示部を兼ねたガイド５５の中を徐々に上
昇し、Ｇ・グリーン（安全水位）、→Ｏ・オレンジ（注
意水位）、→Ｒｅ・レッド（危険水位）、へと移行し、
目視でも分かるようになっている。

【００２８】（他の実施形態）本発明は、以上説明した
実施形態に限定するものではなく、種々の変形又は変更
が可能であって、これらも本発明の均等の範囲内であ
る。例えば、ろ過装置１内の構成において、図１、図３
では、第１ろ過籠３の下に第２ろ過籠４を配置してある
が、第２ろ過籠を筒状にして、第１ろ過籠３の周りを取
り巻くように配置し、第２ろ過籠の周辺からろ過済みの
水を排出させてもよい。また、第２ろ過籠に含まれる各
層の構成についても多種多様な組み合わせが考えられる
が、そのいずれでもよい。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、以下のような種々の効
果を奏する。（１）装置構成要素のろ過装置に、多孔板により形成し
た籠状のろ過層を含むことにより、ろ過性能を向上さ
せ、かつ十分な強度をもたせることができるという効果
がある。（２）前記多孔板を、ステンレス板の表面を多数の細孔
のある防食剤の面で覆い酸で腐食させて細孔を開けるエ
ッチング技法により加工することにより、確実かつ具体
的に前記効果を達成することができる。

【００３０】（３）前記ろ過装置に第一次ろ過層と第二
次ろ過層を含み、前記マスク状のろ過層を第一次ろ過層
とし、第二次ろ過層に二枚のポリオレフィン発泡板の間
に一定の厚さの球状活性炭の細粒を挟んで加熱成形した
ろ過層を含むことにより、確実かつ具体的に前記効果を
達成することができる。

【００３１】（４）一時的に前記ろ過装置内の水面を圧
縮空気により加圧する強制ろ過手段を備えることによ
り、ろ過速度を上げることができるという効果がある。（５）前記ろ過装置に水面の高さを検知する手段を備
え、その検知手段の出力によりろ過装置への前記圧縮空
気の供給を制御することにより、前記強制ろ過手段を適
時に確実に行うことができる。

【００３２】したがって、本発明の装置を使用すること
によって、一般家庭などの水の再処理が用意かつ簡単に
行えるので、今まで上水道水を利用していた台所水洗水
や車の洗浄あるいは庭の植木などに利用できるばかりで
なく、フェノール活性炭による有毒成分や油分あるいは
高分子活性剤などを吸着・除去する構成と組み合わせる
ことにより、排水による河川の汚濁防止にも貢献するこ
とができる。また、余分な栄養分のろ過、軟水化した水
のミネラル分の付加による硬水への戻しによる水の腐食
防止にも役立つ。さらに、節水による家庭出費の削減及
び水源確保のための費用節減効果かあり、余分な水を下
水道に流す際も、川下や海の汚染を最小限にくい止める
ことができるという効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置のシステム構成の系統を示す説明
図である。

【図２】図１のろ過装置の平面図である。

【図３】図２のろ過装置をＡ−Ａで切断した断面図（左
側面図）である。

【図４】図３のフラップ弁を拡大して示した断面図（左
側面図）である。

【図５】図３の第二次ろ過層を拡大して示した断面図
（左側面図）である。

【図６】図３のフロートとリミットスイッチの関係を示
す説明図（断面図）である。

【符号の説明】

１ろ過装置２ろ過装置の容器３一次ろ過籠４二次ろ過籠５フロート６バルブ８チャッキ弁（フラップ弁）８ａ弁の可動部（弁蓋）１２エアータンク１４、２７電磁弁１８コンプレッサー又はエアーポンプ２０圧力貯水層５１フロートの本体５４リミットスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０２Ｆ 1/28 Ｂ０１Ｄ 29/10 ５１０ＤＦターム(参考） 4D024 AA04 AB04 AB05 AB07 AB14 AB15 BA02 BA05 BB01 BB05 BB08 BC01 CA01 CA11 DA03 DA04 DB03 4D041 AA04 AB02 AB12 AB22 AB23 AD17 AD18 CB04 CC01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】雑用排水の小規模な浄化装置において、装置構成要素のろ過装置に、雑用排水を通過させ不純物
の通過を遮る多数の孔を開けた多孔板により形成した籠
状のろ過層を含むことを特徴とする雑用排水簡易浄化装
置。
【請求項２】請求項１に記載の雑用排水簡易浄化装置
において、前記多孔板は、ステンレス板の表面を多数の細孔のある
防食剤のマスクで覆い酸で腐食させて細孔を開けるエッ
チング技法により加工された多孔板であることを特徴と
する雑用排水簡易浄化装置。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の雑用排
水簡易浄化装置において、前記ろ過装置に第一次ろ過層とその第一次ろ過層に重ね
て配置される第二次ろ過層を含み、前記籠状のろ過層を前記第一次ろ過層とし、前記第二次
ろ過層に二枚のポリオレフィン発泡板の間に一定の厚さ
の球状活性炭の細粒を挟んで加熱成形したサンドイッチ
状のろ過層を含むことを特徴とする雑用排水簡易浄化装
置。
【請求項４】請求項１から請求項３のいずれか１項に
記載の雑用排水簡易浄化装置において、前記ろ過装置のろ過能力の低下を補うために、一時的に
前記ろ過装置内の雑用排水面を圧縮空気により加圧する
強制ろ過手段を備えることを特徴とする雑用排水簡易浄
化装置。
【請求項５】請求項４に記載の雑用排水簡易浄化装置
において、前記ろ過装置に装置内の雑用排水面の高さを検知する検
知手段を備え、その検知手段の出力によりろ過装置への
前記圧縮空気の供給を制御することを特徴とする雑用排
水簡易浄化装置。