JP2009279367A

JP2009279367A - 無水屎尿処理方法と無水屎尿処理システム。

Info

Publication number: JP2009279367A
Application number: JP2008159747A
Authority: JP
Inventors: Tadahiro Suzuki; 忠博鈴木
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-05-22
Filing date: 2008-05-22
Publication date: 2009-12-03
Anticipated expiration: 2028-05-22
Also published as: JP4329107B1

Abstract

【課題】屎尿を分離し、便槽と尿槽に溜める移動式貯蔵用コンテナ構造のトイレ設備を提供する。
【解決手段】屎尿を分離し、分離した屎尿をそれぞれ溜める貯蔵用コンテナを具備し、回収するとともに、太陽熱を利用し、集熱板の昇温で乾燥し、肥料及び土壌改良剤として利用する方法とシステムと提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、屎尿を回収し、肥料や土壌改良に利用する無水屎尿処理方法と無水屎尿処理システムに関する。

従来、屎尿分離便器や、屎尿処理システムは、水道、電気、下水などを備えた環境で設置するのもが一般的であった。

例えば、特許文献１には、
屎尿や生活雑排水の処理が可能な排水処理システムとトイレ装置によって、尿と屎とを分離し、微生物によって硝化、ＢＯＤ源を含有する排水を微生物により脱窒する脱窒部を備える排水処理システムが記載されている。

また、特許文献２では、
悪臭を抑制し、また節水できる屎尿分離便器と、屎尿の利用と、施工コスト低減を図る共同トイレ・設備が記載されている。
そのトイレ設備である屎尿分離便器は、屎と尿を別々に受け、屎尿を分離収集する鉢部を有し、微生物の作用を利用し、複数個の屎尿分離・便器・が上下方向に整列配置され、屎を下方に屎用通路で導き、また、尿用鉢部で受けた尿を下方に導く尿用通路を備えた共同トイレ・設備が記載されている。

また、特許文献３は、
網状部材を用い、屎と尿とを分離し、便受けの目詰りを防止するための目詰りを防止する針状突起を備え、掃除機構を設けた屎尿分離便器装置が記載されている。

また、特許文献４には
屎尿の分離効率よく分離し、屎と尿とをそれぞれ屎槽或いは尿槽へ導く屎尿分離便器装置が記載されている。あた、網状部材屎を便受け、尿を便受けの孔を通じて尿槽に落下させ、且つ便受け上に残った屎を便受けの回動運動により送出する屎尿分離便器装置が記載されている。
また、特許文献５には、
ローラコンベヤを用い、屎と尿を効率高く簡単に分離することのできる屎尿分離便器装置が記載されている。また、特許文献６には・尿から有価物として、マグネシウム、りん、アンモニアガスを連続的に回収する方法と装置が記載されている。
特開２００７−１９６０８１公開公報特開２００７−１１１１４６公開公報特開２００５−３０４９７０公開公報特開２００５−３０４９６９公開公報特開２００５−１４３７１８公開公報特許４０２５２４４特許公告しかしながら、これらの発明は、水洗トイレのように上下水を前提としており、また、ベルト状の網や、ローラなどの駆動機構を有するために、その駆動力を電気によるとすると、電気、水道、下水などインフラ施設を必要とするなどの課題があった。また、下水に流す場合、汚水処理施設を必要とし、また、その上澄みを河川に流した場合でも環境負荷はさけられない問題がある。

本発明は、電気、水道、下水の使用を前提とせず屎尿分離構造を有するトイレ構造であり、また、衛生的、屎尿の資源化、トイレ設備の低コスト化、設置の簡便さを実現することを目的とする。

請求項１には、
屎尿を分離するトイレシステムにおいて、水を使用せず、屎尿分離構造を有するトイレであって、当該分離した屎と尿を貯蔵した貯蔵用コンテナを交換し、移動し、屎尿をそれぞれ分離収集し、太陽光の熱によって屎尿をそれぞれ乾燥し、粉体化し、利用することを特徴とする無水屎尿処理方法と無水屎尿処理システムが記載されている。
太陽光の熱を集熱板によって集熱し、前記熱により乾燥し、粉体化する
屎尿分離構造を有するトイレにおいて、水を使用せず、屎尿を分離する便器を用い、当該分離した屎と尿の容器である屎または尿を貯蔵した貯蔵用コンテナを交換し、移動し、屎尿をそれぞれ分離収集し、利用することを特徴とする無水屎尿処理方法と無水屎尿処理システムが記載されている。

請求項２には、
請求項１において、
屎尿分離便器は、一対の屎尿を貯蔵した貯蔵用コンテナとして使用し、一方の屎槽貯蔵用コンテナまたは尿槽貯蔵用コンテナが規定レベルに溜まったら貯蔵用コンテナを接続部から切り離し、移動し、空の屎槽貯蔵用コンテナまたは尿槽貯蔵用コンテナをそれぞれ交換接続し、使用し、規定レベルに溜まった前記屎槽貯蔵用コンテナまたは尿槽貯蔵用コンテナの屎尿を太陽熱によりその容器内でそのまま、または蒸発器内で乾燥させることを特徴とする無水屎尿処理方法と無水屎尿処理システムが記載されている。

請求項３には、
請求項１、２において、得られた粉体の屎尿または、十分に乾燥していない粉体を中間生成物として、太陽光から集熱する集熱板を用いた乾燥プロセス工程に移送し、完全な粉体として農業用肥料や土壌改良材として使用することを特徴とする無水屎尿処理方法と無水屎尿処理システムが記載されている。
本発明によれば、下水処理の必要がなく、かつ、太陽熱を利用した高温殺菌と扱い安い粉末化により、衛生的でかつ農業用の肥料として、また、土壌改良剤として農地の地力回復に効果上げることができる。

請求項４には、
請求項１、２において、屎槽貯蔵用コンテナまたは尿槽貯蔵用コンテナを交換し、請求項３のプロセス工程に移送し、プロセス工程にて屎と尿タンクの尿を乾燥させることを特徴とする無水屎尿処理方法と無水屎尿処理システムが記載されている。
すなわち、屎タンクまたは尿タンクを集荷し、専門プラントすることにより、より良い農業用の肥料や、土壌改良剤が得られること、また、管理し易い利点がある。

請求項５には、
請求項１から４において、
屎尿の乾燥前に、酸を滴下し、アンモニアと反応させ、臭気を抑えることを特徴とする無水屎尿処理方法と無水屎尿処理システムが記載されている。

請求項６には、
請求項１から５において、乾燥工程の排気口に酸系のフィルタを通して排気を行い、臭気を抑えることを特徴とする無水屎尿処理方法と無水屎尿処理システムが記載されている。

本発明によれば、電気、水道、下水の使用を必要とせずまた、トイレを製作する地域で得られ安い材料で製作することができ、低コストで屎尿分離後の利用システムを、衛生、資源化が容易に実現できることができる。また、電気、水道、下水の使用を必要な無いことから、地方において、電気、水道、下水がない場所においても容易に設置できる利点がある。また、電気、水道、下水に依存しないことから、災害時にも使用上の制約を受けない利点がある。乾燥された大便は土壌改良材とし、尿も太陽熱で乾燥したものを肥料として利用できる。６ケ月程度、太陽熱により高温乾燥させる事によって、病原菌の消毒を行うことができるため、衛生的である。また、下水を使用せず、従って、汚水処理を必要とせず、水質汚染を無くす事が可能となり環境汚染の軽減に寄与出来る。

また、乾燥させた屎は有機肥料として疲弊した土壌の改良に利用できる事、尿に含まれる窒素、燐酸、カリュウムは水で薄めて肥料として
の利用可能であり、尿に含まれるウロキナーゼを医薬品としての利用も可能である。また、貯蔵用コンテナの使用により、集荷、移動、乾燥用貯蔵が容易に行える構造となっており、応用し易い利点がある。上記の実施により、高価な公共下水道の敷設や処理場の施設建設費が軽減され、またさらに、回収する屎尿の費用は土壌改良材や肥料の販売益での補填が可能となる。

以下に本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づき説明する。

本発明の実施例を図１から図４によって説明する。
図１に本発明の第一の実施例のトイレ平面図を示す。
図において、トイレの踏石８の中心近傍に屎受け穴１を有し、屎は、直接直下に設置した屎用貯蔵用コンテナに落下し溜める。屎、尿はそれぞれ分離できているため、跳ね返りによる汚染は無いが、便器とには臭気防止用のふたを設けている。
衛生的に使用するために用足し後の屎用貯蔵用コンテナには、灰容器１３の中の木灰など植物灰を一握り屎受け穴に撒くことによって、水分の早期除去と虫の発生を防止できる。

床板１２は、寿命の確保のため、耐食性のある素材として、材質を合成樹脂又は、軽量ダイキャスト素材とし、施工の単純化、工期短縮を図れる構造としている。また、床板１２の表面は、汚れにくく、滑りにくい撥水塗装や加工を施し、合成樹脂素材で成型し、使用者の滑り転倒防止をする。
図１の平面図において、トイレ入り口部分は、ドアの取付け位置の例をドア軌跡１１として表している。

図２に本発明の実施例のトイレ側面断面図を示す。
屎尿分離便器２９の屎受け穴１は、下方向に直胴管で接続しており、屎分は、直下の屎槽貯蔵用コンテナ２に落下する構造である。直胴管部の側面から臭気抜き配管１０によって、臭気が上方に上がってくるのを防止する。一方、尿受３は、尿を導く尿用蛇管４に接続される尿穴に向かって傾斜を持ち、尿用蛇管４を経由し、図２の尿槽貯蔵用コンテナ５に溜める。植物油を使用前に少量流しておくことで、この尿用蛇管４に当該植物油が滞留し、尿が優先して尿槽貯蔵用コンテナ５にながれ、臭気対策ができる。屎尿分離便器２９は、前記屎受け穴１と尿受３で構成しており、屎尿分離を果たしている。

架台は、鋼製アングル及び軽量形鋼を構造材として使用することによって、強度及び施工工期短縮を図る。また、構造材と基礎の結合はアンカーボルトで締結し、安定を保つ構造としている。さらに、トイレの壁面や屋根部材については、図１、図２の下部と容易に縫いつけが可能な構造としており、設置地域によって入手しやすく、コストの安い材料で製作可能なトイレ構造となっている。屎尿分離後、屎尿をそれぞれ太陽熱で数カ月乾燥させるため、衛生的であり、肥料や土壌改良材として屎尿の資源化ができること、また、汚水の発生もなく、環境負荷が低いシステムとして、さらに低コストトイレ設備であって、設置工事の簡便さも考慮したトイレシステムを実現できる。

また、構造材と床板はボルト締めで容易に結合できるようにしている。
床板は、耐食性のある材質として、合成樹脂又は成型部材を用いる。そして、床板の表層仕上げはスリップ防止及び清潔さを保てる表面処理として、撥水塗装、またはコーティングを行う。同様に、足置き台についても、表層を撥水塗装、またはコーティングを行い、滑り転倒の防止処理を図る。便器と屎貯蔵用コンテナ２、尿貯蔵用コンテナ５の接続部のシール構造を持ち、接続部を設け、空のコンテナと交換する着脱作業を容易に行える構造としている。また、切り離し後、蓋を施し、移送を容易にできる構造としている。

屎貯蔵用コンテナ２、尿貯蔵用コンテナ５は、太陽熱下で６ヶ月程度の期間、殺菌、熟成を行うため、都度交換し、利用するが、そのため、太陽光による紫外線や熱線による貯蔵用コンテナ寿命が低下することがない容器として、テフロン系塗装を内外に施した圧延鋼板や、同等性能の樹枝容器を用いる。さらに、屎コンテナには臭気抜き用換気筒を設置することもできる。また、屎貯蔵用コンテナ２、尿貯蔵用コンテナ５は、単純な構造にして、耐久性のあるタンク構造であり、運搬時は、転倒させ、転がし搬送が可能な形状としている。また、屎貯蔵用コンテナ２、尿貯蔵用コンテナ５内で粉体となった屎尿を屎貯蔵用コンテナ２または尿貯蔵用コンテナ５から取り出しが容易にできる接続開口部がとなっており、乾燥した屎尿の粉体を利用できる。

図３に本発明の第二の実施例のトイレ平面図を示す。
図において、尻洗水６と、尻洗水６を集水する図３の洗水用蛇管７を介して
洗水槽９に洗水後の水を溜める構造のみが図１または、図２と異なる。尻洗水６を使用する習慣の向きにはこの平面図である図３、側面断面図である図４のトイレユニットを使用する。尻洗い場は床板に一体成型すれば、容易に設置できるが、この部分のみ追加する構造として、第一の実施例を標準とし、尻洗水６部を追加しても良い。

図４に本発明における第二の実施例トイレ側面断面図を示す。
図３と同様に、尻洗水６と、尻洗水６を集水する図３の洗水用蛇管７を介して
洗水槽９に洗水後の水を溜める構造のみが図２と異なる。

図５に本発明における屎尿加工プロセスフローチャートを示す。
屎尿加工プロセスでは、主たる加工は、太陽熱による乾燥であるが、尿から医薬品としてウロキナーゼの採集を図る場合があり、成分分離抽出工程を含む。第一に、既定の貯蔵量になった屎貯蔵用コンテナ２、尿貯蔵用コンテナ５は、空の洗浄済屎貯蔵用コンテナ２、尿貯蔵用コンテナ５と交換し、屎尿加工プロセスとの距離が遠い場合において、中間集配所に集め、屎尿加工プロセスに移送する（Ｓ−１）。短距離の場合、屎貯蔵用コンテナ２、尿貯蔵用コンテナ５とも横に転倒させ、転がり回転させながら移送することもできるよう、地面との接触回転を減らす形状になっている。

集配所から屎尿加工プロセスに移送されてきた屎貯蔵用コンテナ２、尿貯蔵用コンテナ５は、屎・尿の別々の処理されるため、ルート分岐を行う（Ｓ−２）。尿成分の中から例えば医薬品成分のウロキナーゼの採集を図る場合は、成分抽出工程に移送し、成分抽出後、乾燥工程に移送する（Ｓ−３）。残液または、尿成分の中からウロキナーゼなどの医薬品成分の採集を図る必要がないものは、そのまま乾燥工程に移送する（Ｓ−４）。この乾燥工程は、太陽光の熱を集熱板で集熱し、塩田と同様に自然乾燥させる。乾燥した尿の粉体は、尿に含まれる窒素、燐酸、カリュウムなどの成分を必要とする農業用肥料として、水で薄めて散布し、使用する。水で薄め肥料として使えるため、移送し易い単位で包装し、保管する（Ｓ−５）。また、肥料としての利用時に払出しを行う。

一方、集配所から移送されてきた屎貯蔵用コンテナ２は、直接太陽熱乾燥工程に移送する（Ｓ−８）。太陽熱乾燥工程は、黒色塗装を施したアルミや、鉄材で製作した集熱板を使用し、この熱による熱伝導で屎貯蔵用コンテナ２ごと加熱し乾燥する。
この乾燥工程で昇温されるため、乾燥と同時に細菌の消毒を行うことができる。６ケ月程度の乾燥期間の後、粉体化した屎を屎貯蔵用コンテナ２から取り出し、移送し易い単位で包装し、保管する（Ｓ−９）。また、土壌改良剤としての利用時に払出しを行う。屎貯蔵用コンテナ２、尿貯蔵用コンテナ５は、容器洗浄乾燥、消毒工程を経て（Ｓ−６）、循環使用のため容器を配送する（Ｓ−７）。これらの全工程においても、水質汚染が生じる工程はなく、環境負荷の低減が図れる。すなわち、高価な公共下水道の敷設や汚水処理場の施設建設費が軽減される。一方、この工程を維持管理する経費は、土壌改良剤として販売する収益と、肥料として販売する尿の粉体、ウロキナーゼなどの医薬品成分の販売益によって賄うことができる。

図６に本発明における太陽光集熱板を示す。
図６において、屎槽貯蔵用コンテナ２、尿槽貯蔵用コンテナ５の上方向の開口部に蓋１４が固定金具１５によって閉じられている。集熱板１６は、太陽光線１７の入射方向を示しており、上方向から底部に向かって円錐を呈し、太陽光を集め、屎槽貯蔵用コンテナ２、尿槽貯蔵用コンテナ５を下方側面から加熱する。この場合、集熱板１６は、貯蔵用コンテナの外周の２分の１程度で十分な加熱が行えるが、集熱が不足する環境においては、前記外周の２分の１の集熱板１６で挟み込み、集熱量を増やすことも可能である。集熱板は、集熱効率を上げるため、黒色塗装を施す。また、貯蔵用コンテナの蓋部分には、ガス抜きの穴を設け。発生ガスを外部に放散する。
また、図７で示すように、屎槽貯蔵用コンテナ２、尿槽貯蔵用コンテナ５を横転させ、または、斜め置きして貯蔵用コンテナの側面の集熱板から加熱しても良い。図８は、図７の貯蔵用コンテナと集熱板を底部から見た模式図を示す。

図９に、本発明における乾燥工程の模式図を示す。
集熱板１６は、黒色鉄板瓦で集熱板と屋根を兼ねている。また、搬入口２２から搬入した多数の屎槽貯蔵用コンテナ２は、集熱板の直下に並べる。排気口２０や吸気口２１以外は室内保温のため、機密構造となっている。排気口には、臭気抜きのフィルタを設置しても良い。
当該乾燥工程で、３ヶ月から７ヶ月保持し、水分の乾燥、発酵を促進する。多数の屎槽貯蔵用コンテナ２内部の屎は、前記乾燥と発酵により、完全な粉体化し、土壌改良材として、農地の地力回復に利用できる。完全な粉体化した屎は、屎槽貯蔵用コンテナ２の口から容易に取り出しが可能である。
屎槽貯蔵用コンテナ２の口から粉体化した屎を取り出した後、簡単な洗浄、消毒を施し、再度利用する。

図１０本に発明における尿の乾燥工程の側面断面の模式図を示す。
尿槽貯蔵用コンテナ５を集配場所からまたは、使用場所から集荷し、台車２７で移動し、一旦から尿を充填する尿タンク２４に集水する。必要に応じて酸供給タンク２３から塩酸や硝酸を少量滴下し、アンモニア分を酸化し、臭気を抑えることもできる。尿供給バルブ２５を開き、棚状に連続して配置した蒸発器２６に尿２８を充填する。最上段が規定レベルに充填されると、尿路を通して次の段の蒸発器２６に充填する構造となっており、最下段が規定レベルになると尿供給バルブ２５で一旦尿の供給を停止する。太陽光の強さや天候によって、乾燥の進行が異なるが、この状態で３ヶ月から７ヶ月保持し、尿が完全に結晶化・粉体化するのを待つ。
結晶化・粉体化した尿は、袋詰めして保管し、農業用に水で希釈し、肥料として使用する。

本発明の利用は、通常のトイレの構造のみに限らず、尻洗水を用いる慣習の地域にも尻洗水を用いる構造を持つことができる設計となっており、広く地域で利用することができる。無水式の移動便槽としても利用できるため、仮設トイレとしても使用し易い。

本発明におけるトイレの平面図を示す。本発明におけるトイレの側面の断面図を示す。本発明における洗水型トイレの平面図を示す。本発明における洗水型トイレの側面の断面図を示す。本発明における屎尿加工プロセスフローチャートを示す。本発明における太陽光集熱板を示す。本発明における横置きした貯蔵用コンテナと集熱板の模式図を示す。本発明における集熱板の底部から見た模式図を示す。本発明における乾燥工程の模式図を示す。本発明における乾燥工程の側面断面の模式図を示す。

符号の説明

１屎受け穴２屎槽貯蔵用コンテナ３尿受４尿用蛇管
５尿槽貯蔵用コンテナ６尻洗水７洗水用蛇管８足置き台
９洗水槽１０臭気抜き配管１１ドア軌跡１２床板
１３灰容器１４蓋１５固定金具１６集熱板
１７太陽光線１８台１９集熱板２０排気口
２１吸気口２２搬入口２３酸供給タンク
２４尿タンク２５尿供給バルブ２６蒸発器２７台車
２８尿２９屎尿分離便器

Claims

屎尿を分離するトイレシステムにおいて、水を使用せず、屎尿分離構造を有するトイレであって、当該分離した屎と尿を貯蔵した貯蔵用コンテナを交換し、移動し、屎尿をそれぞれ分離収集し、太陽光の熱によって屎尿をそれぞれ乾燥し、粉体化し、利用することを特徴とする無水屎尿処理方法と無水屎尿処理システム。
請求項１において、
屎尿分離便器は、一対の屎尿を貯蔵した貯蔵用コンテナとして使用し、一方の屎槽貯蔵用コンテナまたは尿槽貯蔵用コンテナが規定レベルに溜まったら貯蔵用コンテナを接続部から切り離し、移動し、空の屎槽貯蔵用コンテナまたは尿槽貯蔵用コンテナをそれぞれ交換接続し、使用し、規定レベルに溜まった前記屎槽貯蔵用コンテナまたは尿槽貯蔵用コンテナの屎尿を太陽熱によりその容器内でそのまま、または蒸発器内で乾燥させることを特徴とする無水屎尿処理方法と無水屎尿処理システム。
請求項１、２において、得られた粉体の屎尿または、十分に乾燥していない粉体を中間生成物として、太陽光から集熱する集熱板を用いた乾燥プロセス工程に移送し、完全な粉体として農業用肥料や土壌改良材として使用することを特徴とする無水屎尿処理方法と無水屎尿処理システム。
請求項１、２において、屎槽貯蔵用コンテナまたは尿槽貯蔵用コンテナを交換し、前記乾燥プロセス工程に移送し、乾燥プロセス工程にて屎と尿タンクの尿を乾燥させることを特徴とする無水屎尿処理方法と無水屎尿処理システム。
請求項１から４において、
屎尿の乾燥前に、酸を滴下し、アンモニアと反応させ、臭気を抑えることを特徴とする無水屎尿処理方法と無水屎尿処理システム。
請求項１から５において、乾燥工程の排気口に酸系のフィルタを通して排気を行い、臭気を抑えることを特徴とする無水屎尿処理方法と無水屎尿処理システム。