JP2015108253A - 循環水利用システムの課金装置、循環水利用システム - Google Patents

Abstract

【課題】新規な循環水利用システムを検討するにあたり、その循環水及び飲用水の利用料金を算出する該システムに適した課金装置を提供すること。【解決手段】特定の地域を対象として構築される循環水利用システム１の課金装置１０であって、小口水需要体の各々から排出される排出水量を夫々計測する排出水量計測手段１８ａと、小口水需要体の各々から排出される排出水の水質に関する水質指標を夫々測定する水質測定手段１８ｂと、小口水需要体の各々から排出される排出水量及び排出水の水質に基づいて、小口水需要体の各々の循環水使用料金を算出する循環水使用料金算出部１０Ａと、を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、公共の上水道網とは別に、特定の地域を対象として構築される循環水利用システムにおける課金装置に関する。

限られた水資源を有効に利用するため、建物や家庭等から排出される排出水を浄化して再利用するシステムが従前より知られている。例えば特許文献１には、一般家庭等で使用した上水の排水及び雨水を、水洗トイレの洗浄水等に使用するように構成し、節水を図ることのできる排水再利用システムが開示されている。また特許文献２には、建物内で発生した雑排水を処理して中水を生成し、生成した中水を建物内で栽培する植物の灌漑水として再利用する中水利用の建物内緑化設備が開示されている。

特開平８−１９７７３号公報 特開平１０−２８６０３３号公報 特開２００２−２６７６５７号公報

ところで本出願人は、上述した従来の再利用システムとは全くスケールの異なる、新たな循環水利用システムを検討しているところである。
上述した従来の再利用システムは、基本的に一建物内や一家庭等内において、上水道網から供給される上水の排水を浄化して特定用途の中水として利用するものであり、利用後の中水は下水道網に排出される。すなわち、既存の公共の上水道網、下水道網の存在が前提であり、これに代替するシステムとはなり得ない。

これに対して、本出願人が検討している新規な循環水利用システムは、後で詳述するように、例えば１０，０００人規模の人々が生活する地域や複合施設等に対して、上下水統合処理サービスを提供するものであり、その地域・建物内では、循環的に水供給と水処理が行われるシステムである。すなわち、この循環水利用システムは、当面の間は飲用水に限って上水道からの供給を受けることを考えてはいるものの、基本的には既存の上水道網及び下水道網とは独立して構築される小規模分散型の上下水道統合処理システムとなっている。

このような新規の循環水利用システムを検討するにあたり、その循環水及び飲用水の利用料金をどのようにして算出するかが課題であった。

特許文献３には、排水の負荷量に応じて課金を行う装置が開示されている。しかしながら、この特許文献３の課金を行う装置は既存の上下水道網の存在を前提とするものであり、循環的に水供給と水処理とが行われる本発明の循環水利用システムの課金装置とはそもそも前提となるシステムが異なるものである。

本発明の少なくとも一つの実施形態は、上述したような従来の課題に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、新規な循環水利用システムを検討するにあたり、その循環水及び飲用水の利用料金を算出する該システムに適した課金装置を提供することにある。

本発明の少なくとも一つの実施形態は、
特定の地域を対象として構築される循環水利用システムの課金装置であって、
前記循環水利用システムは、
循環水が流れる循環流路と、
前記循環流路を流れる循環水を使用する、住居、テナント、及び事務所の内の少なくとも一種からなる小口水需要体が複数集まって構成される水需要体、から排出される排出水を前記循環流路へ排出する排出流路と、
前記循環流路を流れる前記排出水を含む循環水を浄化する浄化手段と、
前記浄化手段で浄化された循環水を前記水需要体に供給する供給流路と、
前記小口水需要体の各々における循環水使用料金を算出する課金装置と、を少なくとも含み、
前記課金装置は、
前記小口水需要体の各々から排出される排出水量を夫々計測する排出水量計測手段と、
前記小口水需要体の各々から排出される排出水の水質に関する水質指標を夫々測定する水質測定手段と、
前記小口水需要体の各々から排出される排出水量及び排出水の水質に基づいて、前記小口水需要体の各々の循環水使用料金を算出する循環水使用料金算出部と、を備える。

これまでの公共の上下水道網における課金システムでは、上水についてはその使用量を直接計測し、下水については上水使用量に基づいてその使用量を推定し、これら使用量に基づいて上水使用料金及び下水使用料金を夫々算出して水需要体に対して課金していた。また、下水使用料金は排出水の水質とは無関係に算出されていた。
これに対して上記循環水利用システムの課金装置は、これまでの公共の上下水道網とは異なり、小口水需要体の各々から排出される排出水量及び排出水の水質に基づいて、小口水需要体の各々の循環水使用料金を算出するものである。

このような循環水利用システムの課金装置によれば、排出水に基づいて課金するため、供給量だけを計測する場合には把握できないシステム外由来の排出水も把握することが出来、より公平性の高い課金システムを構築することができる。

また、本循環水利用システムでは、生活用水として利用できる程度にまで排出水を浄化する必要があり、特に排出水の水質が悪い場合にはその浄化に多大なコストを要する。このため、排出水量のみに基づく課金だと、排出水の浄化に要するコストと各小口水需要体への課金額とが一致せず、不公平感が生まれるとの問題がある。これに対して、上記循環水利用システムの課金装置によれば、排出水の水質に基づいて循環水使用料金を算出するため、より公平性の高い課金システムを構築することができる。

幾つかの実施形態では、上記循環水使用料金算出部は、排出水量計測手段で計測される小口水需要体の各々から排出される排出水量に、水質測定手段で測定される小口水需要体の各々から排出される排出水の水質に関する水質指標に基づいて設定される排出水処理単価を乗じて循環水使用料金を算出するように構成される。

このような実施形態によれば、小口水需要体の各々から排出される排出水の水質に基づいて設定される排出水処理単価から循環水使用料金が算出されるため、より公平性の高い課金システムを構築することができる。

幾つかの実施形態では、上記排出水処理単価は、複数の水質指標に基づいて設定される。

このような実施形態によれば、排出水の水質を的確に反映した排出水処理単価を設定することが出来るため、より公平性の高い課金システムを構築することができる。

幾つかの実施形態では、上記排出水処理単価は、複数の水質指標の各々に対して予め規定される重み付け係数を考慮して設定される。

このような実施形態によれば、例えば複数の水質指標の内、浄化コストに占める割合の高い水質指標については重み付け係数を高く設定し、反対に浄化コストに占める割合の低い水質指標項については重み付け係数を低く設定するなどして、排出水の水質を的確に反映した、より公平性の高い課金システムを構築することができる。

幾つかの実施形態では、上記排出水処理単価は、予め規定される基準値に対する水質指標の実測値の比である汚濁係数に、重み付け係数を乗じることで算出される水質単価補正係数に応じて設定される。

このような実施形態によれば、予め規定される基準値に対する水質指標の実測値の比である汚濁係数を用いることで、複数の水質指標を的確に反映した排出水処理単価を設定することが出来るため、より公平性の高い課金システムを構築することができる。

幾つかの実施形態では、上記循環水利用システムは、システム外から導水した水を浄化して前記水需要体のための飲用水を生成する飲用水生成手段をさらに備える。上記課金装置は、小口水需要体の各々に供給される飲用水量を夫々計測する飲用水量計測手段と、小口水需要体の各々に供給される飲用水の飲用水質に関する飲用水質指標を夫々測定する飲用水質測定手段と、小口水需要体の各々に供給される飲用水量及び飲用水の飲用水質に基づいて、小口水需要体の各々の飲用水使用料金を算出する飲用水使用料金算出部と、をさらに備える。

このような実施形態によれば、小口水需要体の各々に対して供給される飲用水の飲用水使用料金を、供給される飲用水量だけでなく飲用水の飲用水質に基づいて算出することが出来る。

本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、新規な循環水利用システムを検討するにあたり、その循環水の利用料金を算出する該システムに適した課金装置を提供することができる。

本発明の少なくとも一実施形態にかかる循環水利用システムを示した全体模式図である。 循環水使用料金算出部における循環水使用料金の算出ロジックを示した図である。 課金装置における循環水使用料金の算出フローを示した図である。 本実施形態にかかる排出水量計測手段及び水質測定手段を説明するための循環水利用システムを示した部分模式図である。 水質単価補正係数の計算例を示した表である。 飲用水使用料金算出部における飲用水使用料金の算出ロジックを示した図である。 課金装置における飲用水使用料金の算出フローを示した図である。 本実施形態にかかる飲用水量計測手段及び飲用水質測定手段を説明するための循環水利用システムを示した部分模式図である。 図１に示した循環水利用システムに対応する模式図であって、特に、浄化手段及び飲用水生成手段における処理槽の配置例を示したものである。 本発明の少なくとも一実施形態にかかる循環水利用システムを示した全体模式図である。 図１０に示した循環水利用システムに対応する模式図であって、特に、浄化手段及び飲用水生成手段における処理槽の配置例を示したものである。 本発明の少なくとも一実施形態にかかる循環水利用システムを示した全体模式図である。 図１２に示した循環水利用システムに対応する模式図であって、特に、浄化手段及び飲用水生成手段における処理槽の配置例を示したものである。 本発明の少なくとも一実施形態にかかる循環水利用システムを示した全体模式図である。 本発明の少なくとも一実施形態にかかる循環水利用システムを示した全体模式図である。 図１５に示した循環水利用システムに対応する模式図であって、特に、浄化手段及び飲用水生成手段における処理槽の配置例を示したものである。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいてより詳細に説明する。
ただし、本発明の範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、本発明の範囲をそれにのみ限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

図１は、本発明の少なくとも一実施形態にかかる循環水利用システムを示した全体模式図である。
循環水利用システム１は、公共の上水道網とは別に、特定の地域を対象として構築されるシステムである。本システムの対象となる人口規模としては、おおよそ５，０００〜２０，０００人を想定している。対象地域としては、住居の集合体であるマンション、事務所の集合体であるオフィスビル、テナントの集合体である商業施設、及びこれらが混在する複合施設などである。

図１に示したように、循環水利用システム１は、循環流路２、水需要体３、排出流路４、供給流路６、浄化手段８、課金手段１０（課金装置）、飲用水生成手段１２、飲用水供給手段１４、などからなる。

循環流路２は、水道管が閉ループ状に配管されてなる管網として構成される。循環流路２には、循環水が一方向に循環して流れるように、地形条件等に応じて適宜ポンプ（不図示）やバルブ（不図示）などの機器類が配置される。
循環流路２を流れる循環水の原水は、公共の上水道から供給される水道水に限定されず、井戸水、河川から取水した水、海水を淡水化した水、雨水等であってもよい。また、循環水が不足する場合には、これらの原水を外部から補給水として循環流路２に取り入れるように構成してもよい。なお、これらの原水を補給水として循環流路２に取り入れる場合、その水質レベルに応じて後述する浄化手段８の処理槽に取り込むとよい。例えば、比較的水質の良い井戸水、河川から取水した水、海水を淡水化した水については、後述する浄化手段８の粗膜コンテナＬ４又は微細膜コンテナＬ５に取り込み、比較的水質の悪い雨水については通気性コンテナＬ２、好気性コンテナＬ３に取り込むように構成するとよい。

水需要体３は、循環流路２を流れる循環水を生活用水として利用する主体である。水需要体３は、住居３ａ、テナント３ｂ、及び事務所３ｃの内の少なくとも一種からなる小口水需要体が複数集まって構成される。住居３ａとは、１世帯が生活するマンションの一部屋や戸建て家屋などを指す。テナント３ｂは、商業施設の一区画において一般顧客に対してサービスを提供する店舗などを指す。業種としては、例えば、服飾店、雑貨店、ドラッグストア、酒屋、等々の小売業や、レストラン、カフェ、寿司屋、居酒屋、等々の飲食業などを含む。事務所３ｃは、オフィスビルの一部分などにおいて、そこで働く勤務者が一定の目的のために事務を行う場所を指す。
住居３ａにおける生活用水の用途としては、例えばシャワーや風呂、洗濯、食器の洗浄、手洗いや洗顔、トイレ、等々が挙げられる。テナント３ｂにおける生活用水の用途としては、洗浄やトイレ等が挙げられる。また業種によって水需要量が大きく異なっており、例えば飲食店は小売業と比べてはるかに大量の生活用水を利用する。事務所３ｃにおける生活用水の用途は主にトイレである。

また、水需要体３には、上述した循環水とは別に、飲用水が供給される。この飲用水は、公共の上水道網から導水した水道水を更に浄化することで生成され、市販のミネラルウォーターと同等の品質を有するものである。このような仕組みは、循環水を飲用することに抵抗を感じる人の不安感を解消させることができるとともに、本循環水利用システム１を普及させる際のセールスポイントとなることを期待してのものである。

水道水は、水道水導水管１６を介して、公共の上水道網から飲用水生成手段１２に導水される。飲用水生成手段１２は、導水した水道水を浄化して水需要体３のための飲用水を生成する。飲用水生成手段１２は、後述する浄化手段８と同様に、一連の浄化工程を分割した内の一処理工程を行う処理装置がコンテナの内部に格納されたコンテナ式の処理槽が使用される。そして、このコンテナ式の処理槽を処理工程の順番に沿って直列に接続することで構成される。
なお、本明細書においてコンテナとは、輸送用途のため寸法が規格化された矩形状の容器のことを指す。

飲用水生成手段１２で生成された飲用水は、飲用水供給手段１４によって小口水需要体の各々に供給される。飲用水供給手段１４は、飲用水送水管１４ａ、貯留タンク１４ｂ、及び飲用水配管１４ｃなどからなる。飲用水生成手段１２で生成された飲用水は、飲用水送水管１４ａを介して貯留タンク１４ｂに送水され、貯留タンク１４ｂにて一旦貯留される。そして、貯留タンク１４ｂに貯留されている飲用水は、飲用水配管１４ｃを介して、上述した住居３ａ、テナント３ｂ、及び事務所３ｃからなる小口水需要体の各々に供給される。

排出流路４は、水需要体３から排出される排出水を循環流路２へ排水するための流路である。この排出流路４から排水される排出水には、水需要体３が生活用水として利用した循環水の他に、飲用水やその他のシステム外由来の水も含まれている。供給流路６は、後述する浄化手段８で浄化された循環水を生活用水として水需要体３に供給するための流路である。排出流路４及び供給流路６は共に管路から構成される。また、排出流路４及び供給流路６には、排出水が循環流路２に排水されるように、又は循環水が水需要体３に供給されるように、地形条件等に応じて適宜ポンプ（不図示）やバルブ（不図示）などの機器類が配置される。

浄化手段８は、循環流路２を流れる排出水を含む循環水を浄化する手段である。浄化手段８は、一連の浄化工程を分割した内の一処理工程を行う処理装置がコンテナの内部に格納されたコンテナ式の処理槽が使用される。そして、このコンテナ式の処理槽を処理工程の順番に沿って直列に接続することで構成される。

また、本循環水利用システム１において、上記循環流路２は、公共の下水道網には接続されていない。後述するように、排出水の浄化過程で発生する汚泥ケーキ等の余剰汚泥はシステム外に搬出されるが、それ以外の排出水は１００％再利用される。すなわち、本循環水利用システム１は、システム内で循環的に水供給と水処理とが行われ、システム外には下水を排出しない完全循環型の循環水利用システムとなっている。

課金手段１０（課金装置）は、上述した小口水需要体の各々における循環水使用料金を算出する手段である。
課金手段１０は、図１に示すように、排出水量計測手段１８ａ、水質測定手段１８ｂ、及び循環水使用料金算出部１０Ａを少なくとも備えている。

排出水量計測手段１８ａは、上述した排出流路４に設けられた、水需要体３から排出される排出水量や重量を計測する流量計などからなる。水質測定手段１８ｂは、上述した排出流路４に設けられた、水需要体３から排出される排出水のＳＳ（懸濁物質量）、ＢＯＤ（生物学的酸素要求量）、ＴＯＣ（全有機炭素）、ＣＯＤ（化学的酸素要求量）、Ｔ−Ｎ（総窒素）、Ｔ−Ｐ（総リン）、ノルマルヘキサン抽出物質、その他大腸菌などの菌類、等の各水質指標を測定する各種の水質センサなどからなる。また水質測定手段１８ｂは、これら定置式の水質センサに替えて、可搬型の水質検査キットやマイクロ流体デバイスなどから構成されてもよい。また、水質測定手段１８ｂは、連続的に水質指標を測定するように構成されてもよく、また周期的に水質指標を測定するように構成されてもよい。

排出水量計測手段１８ａは、図４に示したように、住居３ａ、テナント３ｂ、及び事務所３ｃなどの小口水需要体の各々から排出される排出水量を夫々計測するように複数の流量計１８ａ１，１８ａ２から構成されている。また、水質測定手段１８ｂも、図４に示したように、住居３ａ、テナント３ｂ、及び事務所３ｃなどの小口水需要体の各々から排出される排出水の水質を夫々測定するように複数の水質センサ１８ｂ１，１８ｂ２から構成されている。

循環水使用料金算出部１０Ａ、及び後述する飲用水使用料金算出部１０Ｂは、中央処理装置（ＣＰＵ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、およびＩ／Ｏインターフェイスなどからなるマイクロコンピュータとして構成されている。そして、循環水使用料金算出部１０Ａは、図２に示した算出ロジックおよび図３に示した算出フローに従って、小口水需要体の各々の循環水使用料金を夫々算出するように構成されている。

図２は、循環水使用料金算出部における循環水使用料金の算出ロジックを示した図である。図２に示したように、循環水使用料金算出部１０Ａでは、排出水量計測手段１８ａで計測される小口水需要体の各々から排出される排出水量に、排出水処理単価を乗じることで、循環水使用料金を算出するように構成される。排出水処理単価は、循環水単位使用料金に、水質測定手段１８ｂで測定される排出水の水質に関する水質指標に基づいて設定される水質単価補正係数を乗じることで算出される。

図３は、課金装置における循環水使用料金の算出フローを示した図である。図３に示したように、上述した排出水量計測手段１８ａによって、小口水需要体の各々から排出される排出水量を計測する（Ｓ３１）。次に、上述した水質測定手段１８ｂによって、小口水需要体の各々から排出される排出水の水質に関する水質指標を測定する（Ｓ３２）。なお、これらステップＳ３１およびステップＳ３２の順番は逆でもよく、また同時に実行されてもよい。そして、ステップＳ３３において、排出水処理単価を算出する。

排出水処理単価は、循環水単位使用料金に水質単価補正係数を乗じて算出される。循環水単位使用料金は、例えば循環水利用システムごと、業種ごと、及び契約規模ごと等に応じて、例えば一律料金として設定される。水質単価補正係数は、排出水の水質に応じて設定される補正係数であり、例えば図５に示すように設定される。

図５は、水質単価補正係数の計算例を示した表である。図示した実施形態では、ＳＳ（懸濁物質量）、ノルマルヘキサン抽出物質（油分）、ＢＯＤ，ＴＯＣ，ＣＯＤ等（有機物）、及びＴ−Ｐ（総リン）の４つの水質指標から水質単価補正係数を算出する例を示している。

図５に示したように、複数の水質指標の各々に対して予め重み付け係数が規定されている。この重み付け係数の設定方法として、例えば浄化コストに占める割合に応じて重み付け係数を設定することが考えられる。これら複数の水質指標の重み付け係数は、それらの合計が１となるように配分設定される。

また、複数の水質指標の各々に対しては、予め基準値が規定されている。この基準値は、循環水使用料金を算出する上での基準となる値であり、例えば浄化手段８における標準的な処理能力として設定される。また例えば、契約形態等に応じて基準値を可変とすることも出来る。

汚濁係数は、各水質指標における汚濁の程度を評価するための指標であり、上記基準値に対する水質指標の実測値の比として定義される。水質指標の実測値は、上述した水質測定手段１８ｂで測定された水質指標の測定値が用いられる。この実測値は、例えば一定期間内における平均値が用いられる。そして、この汚濁係数に上述した重み付け係数を乗じることで、複数の水質指標の各々における水質単価補正値が算出される。そして、これら複数の水質指標における水質単価補正値を合計することで、水質単価補正係数が算出される。図示した実施形態では、重み付け係数の高い水質指標において処理が必要となる汚濁成分量が基準値よりも多いがために、排出水処理単価が基準単価である循環水単位使用料金に対して１．５５倍になっている。

図３のフロー図に戻り、ステップＳ３３において排出水処理単価を算出後、排出水量にこの算出した排出水処理単価を乗じて循環水使用料金を算出する（Ｓ３４）。そして最後に、算出した循環水使用料金を小口水需要体の各々に対して課金処理する（Ｓ３５）。

以上、このような本発明の一実施形態にかかる循環水利用システム１の課金装置１０によれば、排出水に基づいて課金するため、供給量だけを計測する場合には把握できないシステム外由来の排出水も把握することが出来、より公平性の高い課金システムを構築することができる。

また、本循環水利用システム１では、生活用水として利用できる程度にまで排出水を浄化する必要があり、特に排出水の水質が悪い場合にはその浄化に多大なコストを要する。このため、排出水量のみに基づく課金だと、排出水の浄化に要するコストと各小口水需要体への課金額とが一致せずに不公平感が生まれるとの問題がある。これに対して、上記循環水利用システム１の課金装置１０によれば、排出水の水質に基づいて循環水使用料金を算出するため、より公平性の高い課金システムを構築することができるようになっている。

また、上述したように、小口水需要体の各々から排出される排出水の水質に基づいて設定される排出水処理単価から循環水使用料金を算出することで、より公平性の高い課金システムを構築することができる。

また、上述したように、複数の水質指標に基づいて排出水処理単価を設定することで、排出水の水質を的確に反映した排出水処理単価を設定することが出来、より公平性の高い課金システムを構築することができる。

また、上述したように、複数の水質指標の各々に対して予め重み付け係数を設定することで、例えば複数の水質指標の内、浄化コストに占める割合の高い水質指標については重み付け係数を高く設定し、浄化コストに占める割合の低い水質指標項については重み付け係数を低く設定するなどして、排出水の水質を的確に反映した、より公平性の高い課金システムを構築することができる。

また、上述したように、予め規定される基準値に対する水質指標の実測値の比である汚濁係数を用いることで、複数の水質指標を的確に反映した排出水処理単価を設定することが出来るため、より公平性の高い課金システムを構築することができる。

幾つかの実施形態では、循環水利用システム１は、上述したように、上水道網から導水した水道水を浄化して水需要体３のための飲用水を生成する飲用水生成手段１２をさらに備える。

飲用水生成手段１２で生成された飲用水は、飲用水供給手段１４によって小口水需要体の各々に供給される。飲用水供給手段１４は、飲用水送水管１４ａ、貯留タンク１４ｂ、及び飲用水配管１４ｃなどからなる。飲用水生成手段１２で生成された飲用水は、飲用水送水管１４ａを介して貯留タンク１４ｂに送水され、貯留タンク１４ｂにて一旦貯留される。そして、貯留タンク１４ｂに貯留されている飲用水は、飲用水配管１４ｃを介して、上述した住居３ａ、テナント３ｂ、及び事務所３ｃからなる小口水需要体の各々に供給される。

また、上述した課金装置１０は、小口水需要体の各々に供給される飲用水量を夫々計測する飲用水量計測手段１９ａと、小口水需要体の各々に供給される飲用水の飲用水質に関する飲用水質指標を夫々測定する飲用水質測定手段１９ｂと、小口水需要体の各々に供給される飲用水量及び飲用水の飲用水質に基づいて、小口水需要体の各々の飲用水使用料金を算出する飲用水使用料金算出部１０Ｂと、をさらに備えている。

飲用水量計測手段１９ａは、図８に示したように、住居３ａ、テナント３ｂ、及び事務所３ｃなどの小口水需要体の各々に供給される飲用水量を夫々計測するように、飲用水配管１４ｃ１，１４ｃ２に夫々設けられた複数の流量計１９ａ１，１９ａ２から構成されている。一方、飲用水質測定手段１９ｂは、小口水需要体の各々に供給される飲用水の飲用水質を一括して測定できるように、貯留タンク１４ｂの直下流で分岐前の飲用水配管１４ｃに設けられた水質センサ１９ｂから構成されている。水質センサ１９ｂで測定する飲用水質指標としては、特に限定されないが、例えば水質基準に関する省令（平成十五年五月三十日厚生労働省令第百一号）で規定されている飲用水質指標や、その他の飲用水質指標が挙げられる。また飲用水質測定手段１９ｂは、定置式の水質センサに替えて、可搬型の水質検査キットやマイクロ流体デバイスなどから構成されてもよい。また、飲用水質測定手段１９ｂは、連続的に水質指標を測定するように構成されてもよく、また周期的に水質指標を測定するように構成されてもよい。

図６は、飲用水使用料金算出部における飲用水使用料金の算出ロジックを示した図である。図６に示したように、飲用水使用料金算出部１０Ｂでは、飲用水量計測手段１９ａで計測される小口水需要体の各々に供給される飲用水量に、飲用水単価を乗じることで、飲用水使用料金を算出するように構成される。飲用水単価は、飲用水単位使用料金に、飲用水質測定手段１９ｂで測定される飲用水の飲用水質に関する水質指標に基づいて設定される飲用水単価補正係数を乗じることで算出される。

図７は、課金装置における飲用水使用料金の算出フローを示した図である。図７に示したように、上述した飲用水量計測手段１９ａによって、小口水需要体の各々に供給される飲用水量を計測する（Ｓ７１）。次に、上述した飲用水質測定手段１９ｂによって、小口水需要体に供給される飲用水の水質に関する水質指標を測定する（Ｓ７２）。なお、これらステップＳ７１およびステップＳ７２の順番は逆でもよく、また同時に実行されてもよい。そして、ステップＳ７３において、飲用水単価を算出する。

飲用水単価は、飲用水単位使用料金に飲用水単価補正係数を乗じて算出される。飲用水単位使用料金は、例えば循環水利用システムごと、業種ごと、及び契約規模ごと等に応じて、例えば一律料金として設定される。飲用水単価補正係数は、供給される飲用水の飲用水質に応じて設定される補正係数であり、飲用水としての品質が高い程に飲用水単価補正係数は高く設定される。

例えば、残留塩素やトリクロラミンの濃度が高いと飲む人がカルキ臭を感じるため、これらの濃度が低い程、飲用水単価補正係数を高く設定する。また、においの強さを表す指標である臭気強度（ＴＯＮ）が低い程、飲用水単価補正係数を高く設定する。また、２−メチルイソボルネオールやジェオスミンの濃度が高いと飲む人がかび臭を感じるため、この濃度が低い程、飲用水単価補正係数を高く設定する。また、有機物（ＴＯＣ）が高いと飲用水が不快な味になるため、この濃度が低い程、飲用水単価補正係数を高く設定する。さらに、色度や濁度が高いと見た目が不快なため、これらが低い程、飲用水単価補正係数を高く設定する。

図７のフロー図に戻り、ステップＳ７３において飲用水単価を算出後、飲用水量にこの算出した飲用水単価を乗じて飲用水使用料金を算出する（Ｓ７４）。そして最後に、算出した飲用水使用料金を小口水需要体の各々に対して課金処理する（Ｓ７５）。

このような実施形態によれば、小口水需要体の各々に対して供給される飲用水の飲用水使用料金を、供給される飲用水量だけでなく飲用水の飲用水質に基づいて算出することが出来るようになっている。

なお、循環水利用システム１における飲用水の原水は、水道水には限定されず、例えば井戸水や河川から取水した水、海水を淡水化した水などであってもよい。

また、飲用水の原水の水質に応じて飲用水単位使用料金を設定してもよい。このようにすれば、例えば河川水や特定地域における井戸水や水道水などの水質の良くない水を飲用水の原水として取水する場合において、飲用水生成手段１２の負荷の大きさに応じた飲用水単位使用料金を設定することが出来る。

図９は、図１に示した循環水利用システムに対応する模式図であって、特に、浄化手段及び飲用水生成手段における処理槽の配置例を示したものである。図９に示した実施形態では、浄化手段８は、スクリーン／流量調整コンテナＬ１、嫌気性コンテナＬ２、好気性コンテナＬ３、粗膜コンテナＬ４、微細膜コンテナＬ５、オゾン処理コンテナＬ６、貯水殺菌コンテナＬ７、消毒コンテナＬ８が、この順番で直列に接続されることで構成されている。

スクリーン／流量調整コンテナＬ１は、排出水に含まれるし査やオイルなどを除去する処理槽であり、オイルトラップやスクリーン装置などの設備を備える。嫌気性コンテナＬ２及び好気性コンテナＬ３は、嫌気性処理及び好気性処理を行って排出水に含まれる有機物を除去するための処理槽である。処理方法としては、Ａ２０活性汚泥法、回分式活性汚泥法、接触酸化法、オキシデーションディッチ法などの各種公知の処理方法を採用することが出来る。粗膜コンテナＬ４は、排出水から汚泥を分離するための処理槽である。沈殿槽、ＭＦ膜、ＵＦ膜、遠心分離などの各種装置・方法を採用することが出来る。微細膜コンテナＬ５は、循環水の水質を上水レベルまで高めるための処理槽である。逆浸透膜、活性炭、砂濾過、オゾン発生器、イオン交換、ミネラル添加装置などの各種装置・方法を採用することが出来る。オゾン処理コンテナＬ６は、浄化された循環水に対してオゾン処理を行うための処理槽である。貯水殺菌コンテナＬ７は、浄化された循環水を紫外線などで貯水殺菌しながら一時的に貯水するための処理槽である。消毒コンテナＬ８は、浄化された循環水を紫外線、塩素、オゾンなどによって殺菌消毒するための処理槽である。

汚泥返送／汚泥脱水コンテナＬ９は、汚泥を脱水乾燥させる処理槽である、汚泥貯留コンテナＬ１０，Ｌ１１は、汚泥ケーキやし査などの汚水処理において発生する廃棄物を貯蔵するための処理槽である。汚泥貯留コンテナＬ１０，Ｌ１１に貯蔵される汚泥ケーキなどの余剰汚泥は、例えば肥料業者などが引き取ることにより、システム外に搬出される。

また、図９に示した実施形態では、飲用水生成手段１２は、微細膜コンテナＨ１、イオン交換コンテナＨ２、貯水殺菌コンテナＨ３、ミネラル調整コンテナＨ４、消毒コンテナＨ５が、この順番で直列に接続されることで構成されている。これら微細膜コンテナＨ１、イオン交換コンテナＨ２、貯水殺菌コンテナＨ３、ミネラル調整コンテナＨ４、消毒コンテナＨ５は、水道水を更に浄化して市販のミネラルウォーターと同等の品質にまで高めるための処理槽である。

微細膜コンテナＨ１は、逆浸透膜、活性炭、砂濾過などの各種装置・方法を備えている。イオン交換コンテナＨ２は、イオン交換装置などを備えている。貯水殺菌コンテナＨ３は、浄化された水道水を紫外線などで貯水殺菌しながら一時的に貯水するための処理槽である。ミネラル調整コンテナＬ４は、ミネラル添加装置などを備えている。消毒コンテナＨ５は、浄化された水道水を紫外線、塩素、オゾンなどによって殺菌消毒するための処理槽である。

なお、上述した浄化手段８及び飲用水生成手段１２の処理槽の配置及び構成は一例であって、排水される排出水の水質や目標とする浄化水準に応じて種々変更可能である。また、図中の符号ＴＷは公共の上水道網から供給される水道水の流れを示している。水道水ＴＷは、上述したように飲用水生成手段１２に供給されるだけでなく、必要に応じて補給水として循環流路２にも供給するように構成してもよい。この場合の供給位置は、排出水の浄化処理がほぼ完了する、微細膜コンテナＬ５の下流側とするのが良い。また、図中の符号ＷＷ４は、濃縮水をスクリーン／流量調整コンテナＬ１に送水するための戻し管路である。

このように、本出願人が検討している新規の循環水利用システム１では、排出水を浄化する浄化手段８、及び水道水を浄化する飲用水生成手段１２として、一連の浄化工程を例えば３以上の複数の処理工程に分割した内の一処理工程を行う処理装置がコンテナの内部に格納されたコンテナ式の処理槽が使用される。そして、最初の処理工程を行うコンテナ式の処理槽、次の処理工程を行うコンテナ式の処理槽、次々の処理工程を行うコンテナ式の処理槽、を現場に搬入し、それぞれを接続管で直列に接続することで浄化手段８が構築される。このようなコンテナ式の処理槽は、そのままの状態でトラックに積載して搬送することが出来るため、可搬性に優れている。また、コンテナ収容体に取り外し自在に収容されるため、設置・撤去を自在に行うことが出来る。

上記コンテナ式処理槽の１処理槽当たりの処理能力は、１，０００人程度の排出水を処理できる規模を想定している。このため、例えば１０，０００人規模の人々が生活する地域や複合施設に対して本循環水利用システムを導入する場合には、同一の処理工程を行う処理槽も複数（例えば１０個）必要となる。このように、同一処理工程を行う処理槽を複数備えることで、１処理槽当たりの処理能力を小さくすることが出来る。よって、対象地域における人口の変動や水需要の季節変動にも柔軟に対応可能である。また、代替の処理槽を準備することも容易であり、メンテナンス性にも優れている。

図１０は、本発明の少なくとも一実施形態にかかる循環水利用システムを示した全体模式図である。
幾つかの実施形態では、図１０に示したように、供給流路６を流れる生活用水の水質を監視する循環水監視手段３２と、該循環水監視手段３２における監視結果を水需要体３に対して報知する報知手段３２ａと、をさらに備える。

循環水監視手段３２の一例としては、循環水の色度、濁度、残留塩素、ｐＨ、導電率、水温などを例えば所定時間おきに自動的に測定する自動水質監視装置として構成することができる。また水道水監視手段２８は、定置式の水質監視装置に替えて、可搬型の水質検査キットやマイクロ流体デバイスなどから構成されてもよい。
報知手段３２ａとしては、自動水質監視装置で測定された測定結果に関するデータを送信し、小口水需要体の近くに配置されたモニターなどに表示する構成が挙げられる。
このような実施形態によれば、供給される生活用水の水質を水需要体に対して報知することで、本循環水利用システム１の浄化手段８に対する水需要体３からの信頼を高めることができる。

図１１は、図１０に示した循環水利用システムに対応する模式図であって、特に、浄化手段及び飲用水生成手段における処理槽の配置例を示したものである。
幾つかの実施形態では、図１１に示したように、浄化手段８を構成する処理槽Ｌ１〜Ｌ８の内の２つは、排出水に含まれる汚泥をろ過処理する精密ろ過膜を有する汚泥分離処理槽、及び該汚泥分離処理槽で行われる処理工程の次処理工程を行う、排出水をろ過処理する高度処理槽、からなり、汚泥分離処理槽から排出される被処理水を水需要体３に中水として供給する中水供給路３４をさらに備える。

排出水に含まれる汚泥をろ過処理する精密ろ過膜を有する汚泥分離処理槽とは、上述した浄化手段８を構成する複数の処理槽の内の粗膜コンテナＬ４に相当する。また、排出水をろ過処理する高度処理槽とは、上述した浄化手段８を構成する複数の処理槽の内の微細膜コンテナＬ５に相当する。

水需要体３が事務所３ｃの集合体からなるオフィスビルなどの場合は、水需要体３に供給される生活用水の中でも人の肌に接しない、例えばトイレの洗浄水等に使用される生活用水の割合が高いことが考えられる。したがって、このような実施形態によれば、汚泥分離処理槽によって洗浄用水として利用可能な程度まで浄化された循環水を中水として水需要体３に供給することで、以後の浄化工程にかかるエネルギーコストを低減することが出来る。

幾つかの実施形態では、図１１に示したように、上述した浄化手段８および飲用水生成手段１２を構成する処理槽の稼働率を遠隔監視する処理槽監視手段３６をさらに備える。

浄化手段８および飲用水生成手段１２を構成する処理槽の各々には、その処理槽の稼働率を検出する稼働率センサが付設されている。そして、該稼働率センサによって検出された各処理槽の稼働率に関する情報が、有線又は無線によって、浄化手段８から離れた位置にある処理槽監視手段３６に送信されるようになっている。送信された各処理槽の稼働率に関する情報は、処理槽監視手段３６の表示部に表示される。本循環水利用システム１を監理するオペレータは、この処理槽監視手段３６に表示される各処理槽の稼働率を監視する。
このような実施形態によれば、浄化手段８および飲用水生成手段１２を構成する処理槽の稼働率を遠隔監視することで、処理槽の増設及び撤去の判断を迅速かつ容易に行うことが出来る。

また、上記実施形態において、浄化手段８および飲用水生成手段１２を構成する処理槽に、その処理槽の異常を検知する異常検知センサが付設されていても良い。そして、該異常検知センサが、処理槽の異常を検知した場合には、有線又は無線によって、その異常情報を処理槽監視手段３６に送信するようにしても良い。
このような実施形態によれば、浄化手段８および飲用水生成手段１２を構成する処理槽の異常を遠隔監視することで、処理槽のメンテナンスを迅速に行うことが出来る。

図１２は、本発明の少なくとも一実施形態にかかる循環水利用システムを示した全体模式図である。図１３は、図１２に示した循環水利用システムに対応する模式図であって、特に、浄化手段及び飲用水生成手段における処理槽の配置例を示したものである。

幾つかの実施形態では、図１２及び図１３に示したように、循環流路２と飲用水生成手段１２とを接続し、浄化手段８によって浄化された循環水を飲用水生成手段１２に供給するための浄化水供給管２２と、該浄化水供給管２２を開閉する制水弁２４と、をさらに備える。制水弁２４は常時は閉弁されており、循環水は飲用水生成手段１２には供給されないが、上水道網からの水道水の供給がストップしたような場合に、制水弁２４を開弁することで浄化水供給管２２を介して飲用水生成手段１２に循環水を供給する。

幾つかの実施形態では、図１２に示したように、上水道網の断水を検知可能な断水検知手段２６と、制水弁２４の開閉を制御する制水弁制御ユニット２４ａと、をさらに備え、断水検知手段２６が上水道網の断水を検知すると、制水弁制御ユニット２４ａが制水弁２４を開弁するように構成されている。断水の検知方法としては、水道局などから発信される断水情報を利用することが出来る。
このような実施形態によれば、断水検知手段２６が上水道網の断水が検知した時には、制水弁制御ユニット２４ａが制水弁２４を開弁し、浄化水供給管２２から飲用水生成手段１２に浄化された循環水が供給される。このため、上水道網の断水時でも、飲用水生成手段１２に対して継続的に給水を行うことが出来るようになっている。

図１４は、本発明の少なくとも一実施形態にかかる循環水利用システムを示した全体模式図である。
幾つかの実施形態では、図１４に示したように、水道水の水質を監視する水道水監視手段２８と、水道水の導水を遮断可能な水道水遮断弁３０と、制水弁２４の開閉を制御する制水弁制御ユニット２４ａと、水道水遮断弁３０の作動を制御する水道水遮断弁制御ユニット３０ａと、をさらに備える。そして、水道水監視手段２８が水道水の水質が規定の水質よりも悪化したことを検知すると、制水弁制御ユニット２４ａが、常時は閉弁している制水弁２４を開弁するように制御する。また、水道水遮断弁制御ユニット３０ａが、常時は開弁している水道水遮断弁３０を作動させて水道水の導水を遮断する。

水道水監視手段２８の一例としては、上述した循環水監視手段３２と同様に、水道水の色度、濁度、残留塩素、ｐＨ、導電率、水温などを例えば所定時間おきに自動的に測定する自動水質監視装置として構成することができる。また水道水監視手段２８は、定置式の水質監視装置に替えて、可搬型の水質検査キットやマイクロ流体デバイスなどから構成されてもよい。
このような実施形態によれば、水道水監視手段２８が水道水の水質が規定の水質よりも悪化したことを検知した時には、水道水遮断弁制御ユニット３０ａが水道水遮断弁３０を作動させて水道水の導水を遮断するとともに、制水弁制御ユニット２４ａが制水弁２４を開弁し、浄化水供給管２２から飲用水生成手段１２に浄化された循環水が供給される。このため、水道水の水質悪化時にも、飲用水生成手段１２に対して継続的に給水を行うことが出来るようになっている。

図１５は、本発明の少なくとも一実施形態にかかる循環水利用システムを示した全体模式図である。図１６は、図１５に示した循環水利用システムに対応する模式図であって、特に、浄化手段及び飲用水生成手段における処理槽の配置例を示したものである。
幾つかの実施形態では、図１５に示したように、浄化手段８で浄化された循環水を貯留する循環水貯留タンク３８と、循環水貯留タンク３８に貯留されている循環水の貯留量を計測する貯留量計測手段３８ａと、浄化手段８の駆動を制御する浄化手段制御ユニット８ａと、をさらに備えている。

循環水貯留タンク３８は、浄化手段８とは別に設けても良いし、図１６に示したように、上述した貯水殺菌コンテナＬ７を循環水貯留タンク３８としても良い。貯留量計測手段３８ａの一例としては、循環水貯留タンク３８の水位を計測する水位計などが挙げられる。浄化手段制御ユニット８ａは、例えばポンプやバルブ類を制御することで、浄化手段８に送水される循環水の供給を制御することや、浄化手段８を構成する各種処理槽の機器類の駆動を制御することで、浄化手段８全体の駆動を制御するように構成されている。

このような実施形態によれば、例えば、常時は電力料金が安い例えば夜間などの時間帯に浄化手段８を優先的に駆動させることで、浄化コストを削減することが出来る。また、貯留量計測手段３８ａで計測した循環水貯留タンク３８の貯留量が規定貯留量を下回った場合には、時間帯に関係なく浄化手段８を駆動させることで、水需要体３に供給する生活用水が不足する事態を回避することが出来る。

幾つかの実施形態では、図１５に示したように、供給流路６から水需要体３に供給される生活用水量を計測する生活用水量計測手段１８ｃと、生活用水量の需要予測を行う需要予測部３９とを備える。
需要予測部３９は、中央処理装置（ＣＰＵ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、およびＩ／Ｏインターフェイスなどからなるマイクロコンピュータとして構成されている。生活用水量計測手段１８ｃは、例えば流量計１８ｃなどからなる。そして、生活用水量計測手段１８ｃで計測された生活用水量を時々刻々と記憶するとともに、該記憶している過去の生活用水量に基づいて、将来の生活用水の水需要を予測するように構成されている。

水需要の予測方法としては、過去の同じ月、日、曜日、時間帯などにおいて供給された生活用水量を水需要の予測値とすることが出来る。また、気温や湿度などの外気情報に基づいて、水需要の予測値を補正することも出来る。
このような実施形態によれば、水需要の予測結果に応じて適宜浄化手段８を駆動させることが出来るため、浄化手段８を効率的に運用することが出来る。

以上、本発明の好ましい形態について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではない。例えば上述した実施形態を組み合わせても良く、本発明の目的を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。

本発明の少なくとも一実施形態は、公共の上水道網とは別に、特定の地域を対象として構築される循環水利用システムにおいて好適に用いることが出来る。

１ 循環水利用システム
２ 循環流路
３ 水需要体
３ａ 住居
３ｂ テナント
３ｃ 事務所
４ 排出流路
６ 供給流路
８ 浄化手段
８ａ 浄化手段制御ユニット
１０ 課金手段（課金装置）
１０Ａ 循環水使用料金算出部
１０Ｂ 飲用水使用料金算出部
１２ 飲用水生成手段
１４ 飲用水供給手段
１４ａ 飲用水送水管
１４ｂ 貯留タンク、飲用水タンク
１４ｃ 飲用水配管
１６ 水道水導水管
１８ａ 排出水量計測手段（流量計）
１８ｂ 水質測定手段（水質センサ）
１８ｃ 生活用水量計測手段（流量計）
１９ａ 飲用水量計測手段（流量計）
１９ｂ 飲用水質測定手段（水質センサ）
２２ 浄化水供給管
２４ 制水弁
２４ａ 制水弁制御ユニット
２６ 断水検知手段
２８ 水道水監視手段
３０ 水道水遮断弁
３０ａ 水道水遮断弁制御ユニット
３２ 循環水監視手段
３２ａ 報知手段
３４ 中水供給路
３６ 処理槽監視手段
３８ 循環水貯留タンク
３８ａ 貯留量計測手段
３９ 需要予測部

Claims (7)

1. 循環水利用システムの課金装置であって、
   前記循環水利用システムは、
   循環水が流れる循環流路と、
   前記循環流路を流れる循環水を使用する、住居、テナント、及び事務所の内の少なくとも一種からなる小口水需要体が複数集まって構成される水需要体、から排出される排出水を前記循環流路へ排出する排出流路と、
   前記循環流路を流れる前記排出水を含む循環水を浄化する浄化手段と、
   前記浄化手段で浄化された循環水を前記水需要体に供給する供給流路と、
   前記小口水需要体の各々における循環水使用料金を算出する課金装置と、を少なくとも含み、
   前記課金装置は、
   前記小口水需要体の各々から排出される排出水量を夫々計測する排出水量計測手段と、
   前記小口水需要体の各々から排出される排出水の水質に関する水質指標を夫々測定する水質測定手段と、
   前記小口水需要体の各々から排出される排出水量及び排出水の水質に基づいて、前記小口水需要体の各々の循環水使用料金を算出する循環水使用料金算出部と、を備える
   循環水利用システムの課金装置。
2. 前記循環水使用料金算出部は、前記排出水量計測手段で計測される前記小口水需要体の各々から排出される排出水量に、前記水質測定手段で測定される前記小口水需要体の各々から排出される排出水の水質に関する水質指標に基づいて設定される排出水処理単価を乗じて前記循環水使用料金を算出するように構成される
   請求項１に記載の循環水利用システムの課金装置。
3. 前記排出水処理単価は、複数の前記水質指標に基づいて設定される
   請求項２に記載の循環水利用システムの課金装置。
4. 前記排出水処理単価は、前記複数の水質指標の各々に対して予め規定される重み付け係数を考慮して設定される
   請求項３に記載の循環水利用システムの課金装置。
5. 前記排出水処理単価は、予め規定される基準値に対する前記水質指標の実測値の比である汚濁係数に、前記重み付け係数を乗じることで算出される水質単価補正係数に応じて設定される
   請求項４に記載の循環水利用システムの課金装置。
6. 前記循環水利用システムは、
   システム外から導水した水を浄化して前記水需要体のための飲用水を生成する飲用水生成手段をさらに備え、
   前記課金装置は、
   前記小口水需要体の各々に供給される飲用水量を夫々計測する飲用水量計測手段と、
   前記小口水需要体の各々に供給される飲用水の飲用水質に関する飲用水質指標を夫々測定する飲用水質測定手段と、
   前記小口水需要体の各々に供給される飲用水量及び飲用水の飲用水質に基づいて、前記小口水需要体の各々の飲用水使用料金を算出する飲用水使用料金算出部と、をさらに備える
   請求項１に記載の循環水利用システムの課金装置。
7. 循環水が流れる循環流路と、
   前記循環流路を流れる循環水を使用する、住居、テナント、及び事務所の内の少なくとも一種からなる小口水需要体が複数集まって構成される水需要体、から排出される排出水を前記循環流路へ排出する排出流路と、
   前記循環流路を流れる前記排出水を含む循環水を浄化する浄化手段と、
   前記浄化手段で浄化された循環水を前記水需要体に供給する供給流路と、
   請求項１〜６何れか一項に記載の循環水利用システムの課金装置と、を含む
   循環水利用システム。
   
   

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