JP2023120761A - 汚水処理装置および汚水処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】処理能力が安定する汚水処理装置および汚水処理システムを提供する。【解決手段】汚水処理装置１は、汚水処理床を収容する収容部３０を備え、底部３１および側壁３２を有し、少なくとも前記底部３１に排水孔３４が形成されたコンテナと、前記コンテナの前記側壁３２との間に空間が形成される状態で前記コンテナを内側に収容して支持するピット部材２と、を備える。【選択図】図３

Description

本開示は、汚水処理装置および汚水処理システムに関する。

上下水道等のインフラストラクチャーが整っていない地域に設置されるトイレにおいて、ミミズ入りコンポストを用いて汚水処理を行う汚水処理装置が知られている。例えば、特許文献１には、ミミズを含む処理床および排水床を備えるタンク内にトイレの汚水を溜め、ミミズを含む処理床および排水床を経て汚水を浄化して地中に還すトイレシステムが開示されている。

国際公開第２０１８／２２５０８２号

上記トイレシステムの設置場所の周辺には、例えば、モグラやムカデ等、ミミズの捕食生物が存在する。特許文献１を含む従来のトイレシステムでは、ミミズ入りコンポスト内のミミズが捕食生物に捕食され、汚水処理機能が低下あるいは機能しなくなる場合がある。あるいは、処理床に常にミミズを補充する必要があり、ミミズ入りコンポストの管理に手間が掛かる。これに対し、また、特許文献１のトイレシステムは、タンク内のメンテナンス作業に手間が掛かる。特許文献１のトイレシステムでは、ミミズを含む処理床が地面よりも高い位置に配置されているため、太陽光照射や夜間の冷気に起因した地上の急激な温度変化の影響を受けることによって、処理床の処理能力が安定しない。この他、例えば、難民キャンプや、災害時の避難所等、施工期間が短いトイレシステムが望まれている。

本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、処理能力が安定する汚水処理装置および汚水処理システムを提供することを目的とする。

本開示の一態様に係る汚水処理装置は、汚水処理床を収容する収容部を備え、底部および側壁を有し、少なくとも前記底部に排水孔が形成されたコンテナと、前記コンテナの前記側壁との間に空間が形成される状態で前記コンテナを内側に収容して支持するピット部材と、を備える。

第一実施形態に係る汚水処理システムの模式図。 第一実施形態に係る汚水処理装置の斜視図。 第一実施形態に係る汚水処理装置の縦断面図。 第一実施形態に係る汚水処理装置の断面を含む斜視図。 コンテナの変形例の斜視図。 第二実施形態の汚水処理装置の斜視図。 第二実施形態の汚水処理装置の縦断面図。 第二実施形態の汚水処理装置の変形例の縦断面図。 第三実施形態のユニットの分解斜視図。 汚水処理装置の変形例の斜視図。 汚水処理装置の変形例の斜視図。

（第一実施形態）
以下、図面を参照し、汚水処理装置１および汚水処理システム１００の一実施形態を説明する。図１に示すように、汚水処理システム１００は、便器１０１、汚水処理装置１、排水管１０２、処理床５、および排水床６を含んで構成されている。便器１０１と汚水処理装置１とが排水管１０２で接続されている。便器１０１から排泄物が排水管１０２を経て汚水処理装置１のコンテナ３内に搬送される。コンテナ３内には、処理床５が収容される。処理床５は、例えば、わらや土等の有機物内にミミズを入れて構成されている。処理床５によってコンテナ３内で排泄物が生分解処理され、分解物が地中に還元される。処理床５は汚水処理床の一例である。

便器１０１は、地上に建てられたトイレ室１０３内に設けられている。便器１０１は、公知の便器である。便器１０１は、例えば、米国特許出願公開ＷＯ２０１５０１３６９９Ａ３に記載の簡易便器のように、便鉢の排出口にカウンターバランス構造を備え、無負荷状態では排出口が蓋で塞がれ、排泄物の自重により排出口の蓋が開く構成であってもよい。

排水管１０２は、便器１０１の排水口と汚水処理装置１との間に設けられる公知の排水管である。図示例では、排水管１０２は地中に埋設されているが、排水管１０２が地上に配置されていてもよい。

汚水処理装置１は、ピット部材２およびコンテナ３を含んで構成されている。汚水処理装置１は、地中に掘られた穴Ｈの中に配置される。

ピット部材２は、コンテナ３を内側に収容して支持する。図２に示すように、ピット部材２は、上端２２および下端２８が開口する筒形状を有する。ピット部材２は、穴Ｈの中に配置される。ピット部材２は、コンテナ３の支持構造物および穴Ｈとの隔壁として機能する。図示例では、ピット部材２の側壁２１に複数の貫通孔２４が形成されている。ピット部材２の上端部には、排水管１０２が挿入される開口部２３が形成されている。ピット部材２は、例えば、複数のプレハブ構造部品からなり、施工現場で各部品を組み立てるプレハブ構造を備えてもよい。ピット部材２は、例えば、一体成型品であってもよい。ピット部材２は、例えば、樹脂製、金属製、コンクリート製であってもよい。

コンテナ３は、ピット部材２の内側に配置されて支持される。コンテナ３は、底部３１と、側壁３２と、フランジ３３と、を備える。側壁３２は、底部３１の外周部から縦方向に延びる。コンテナ３は、収容部３０を有する。底部３１と側壁３２とで囲まれた空間が収容部３０を構成する。図１に示すように、収容部３０には、処理床５および排水床６が収容される。図示例では、コンテナ３の底部３１は、中央部が最も低い緩やかな傾斜面のボウル形状を有する。コンテナ３の側壁３２は、上端３２１から底部３１に向かって直径が小さくなるように傾斜している。底部３１の形状は、図示例に限定されない。例えば、底部は、略平坦形状や中央部が上に向かって突出した形状であってもよい。

コンテナ３の側壁３２には、排水管１０２用の切り欠き３５が形成されている。図３および図４に示す例では、切り欠き３５は、コンテナ３の上端から下方に向かって凹状に窪む溝状に形成されている。

底部３１には、複数の排水孔３４が形成されている。排水孔３４は、底部３１の厚さ方向に貫通する孔である。複数の排水孔３４の大きさ、ピッチは特に限定されない。排水孔３４の開口寸法は、排水床６の礫の寸法よりも小ければよい。排水孔３４は、少なくとも底部３１の最も高さが低い位置に形成されていれば、コンテナ３内部に液体が過剰に溜まることを防ぎ、排水性を良好に保つ。

底部３１における排水孔３４の開口率は例えば、５％～２０％が望ましい。底部３１の開口率が５％より小さいと排水効率が低下し、収容部３０内に過剰に液体が滞留し、処理床５の生分解能が低下する。底部３１には、処理床５、排水床６、および排泄物の荷重が掛かるが、底部３１の開口率が２０％を超えると、底部３１の十分な耐荷重性能が得られない。

コンテナ３の上端の略全周にフランジ３３が形成されている。図２および図３に示すように、フランジ３３は、コンテナ３の上端縁部から径方向外側に延出している。フランジ３３は係止部の一例である。

コンテナ３は、例えば、複数の部品からなり、施工現場で筒形状に組み立てるプレハブ構造を備えてもよい。

ピット部材２の上端２２の直径と、コンテナ３の上部の直径とは略等しい。図２から図４に示すように、フランジ３３がピット部材２の上端２２に載せられることによって、コンテナ３がピット部材２に係止されて懸架されている。開口部２３および切り欠き３５は同じ位置に重なるように配置され、開口部２３および切り欠き３５内に排水管１０２が挿入される。排水管１０２の吐出口は収容部３０に突出して配置される。

図３に示すように、コンテナ３がピット部材２に支持されると、コンテナ３の側壁３２と、ピット部材２の側壁２１との間に空間Ｓ１が形成される。上述の通り、側壁３２は傾斜しているため、上端３２１から底部３１に近付くにしたがって、コンテナ３の側壁３２はピット部材２の側壁２１から離れる。コンテナ３の底部３１は、ピット部材２の下端２８よりも上方に配置されている。

コンテナ３の底部３１の下方には穴Ｈの穴底ＨＢとの間に空間Ｓ２が形成されている。汚水処理装置１は、ピット部材２とコンテナ３との間に空間Ｓ１，Ｓ２が形成された二重構造を有する。空間Ｓ１、Ｓ２が形成される結果、汚水処理装置１は、ミミズを捕食するモグラやムカデ等の捕食生物がコンテナ３の収容部３０内に侵入することを防ぐことができる。空間Ｓ１、Ｓ２が形成される結果、コンテナ３が土中の水分等の影響を受け難く、コンテナ３の排水性能を良好な状態に保つことができる。汚水処理装置１が二重構造を有する結果、コンテナ３は、穴Ｈの開口面である穴底ＨＢおよび穴壁ＨＷから離れて配置される。この結果、汚水処理装置１は、コンテナ３をピット部材２で支持しながら、収容部３０内への捕食生物の侵入を防止できる。

ピット部材２の下端２８から底部３１までの高さＨ１は、例えば、１００ｍｍ以上である。高さＨ１が１００ｍｍ以上であると、排水処理の経過に伴い穴底ＨＢが盛り上がった場合でも穴底ＨＢと底部３１との間の空間Ｓ２を確保できる。高さＨ１は、例えば、３００ｍｍ以上であると、大型のモグラの侵入を防止できる。高さＨ１は、ピット部材２の下端２８から底部３１の最も低い箇所までの高さである。

コンテナ３の収容部３０内には処理床５および排水床６が設けられている。底部３１上に排水床６が設けられ、排水床６上に処理床５が設けられている。排水床６は、収容部３０内の処理床５の下方に収容されている。排水床６は、例えば、礫等の粒状物であり、底部３１と処理床５との間に液体および気体の透過層を形成する。コンテナ３の処理床５に供給された排泄物は、処理床５で分解される。排泄物が分解され無害化された物質のうち、水分が排水床６を通過してコンテナ３の排水孔３４から下方へ流れる。

汚水処理装置１はさらに蓋４を備える。蓋４は、コンテナ３の上方を覆う。蓋４は、コンテナ３の上方を開閉可能に覆う構成であれば特に限定されない。蓋４は、例えば、樹脂製、コンクリート製、石材製、木製等適宜選択可能である。

汚水処理装置１の設置方法およびメンテナンス作業について説明する。トイレ室１０３の近くの地面に穴Ｈを掘る。ピット部材２の寸法は、例えば、高さ１２００ｍｍである。ピット部材２が全て挿入される大きさの穴Ｈを掘る。穴Ｈ内にピット部材２を挿入する。ピット部材２の側壁２１は、穴壁ＨＷに近接する。

コンテナ３をピット部材２の上方から挿入する。コンテナ３は、ピット部材２の上端２２にフランジ３３が係止されることによってピット部材２に懸架される。開口部２３および切り欠き３５が同じ位置に重なるように配置する。排水床６および処理床５を収容部３０内に順に収容する。

開口部２３および切り欠き３５内に排水管１０２を挿入する。排水管１０２は、収容部３０に向かって傾斜して突出している。排水管１０２がコンテナ３内に配置された結果、便器１０１から排水管１０２を経由して汚物がコンテナ３内に供給可能となる。最後に、蓋４でコンテナ３の開口を塞ぐと汚水処理装置１の設置が完了する。

メンテナンス作業時、蓋４を取り外し、排水管１０２を開口部２３および切り欠き３５の上方に移動させた後、作業者はフランジ３３を持ち、コンテナ３を持ち上げる。コンテナ３はピット部材２上にフランジ３３が載せられて支持される簡易な構造であるため、作業者が簡単に着脱できる。メンテナンス作業後は、設置時と同様の方法でコンテナ３をピット部材２内に収める。

上記実施形態に係る汚水処理装置１および汚水処理システム１００によれば、ミミズを有する処理床５と、穴Ｈとの間に空間Ｓ１、Ｓ２を設けた二重構造を備えるため、捕食生物から処理床５のミミズを守ることができる。二重構造を備える結果、穴Ｈの土とコンテナ３とが直接接触することを防ぎ、土中の水分等の影響を受け難く、処理床５を良好な環境に保つことができる。汚水処理装置１は穴Ｈ内に配置されるため、太陽光照射や夜間の冷気に起因した地上の急激な温度変化の影響を受け難く、処理床５を良好な環境に保つことができ、処理床５の処理能力が安定する。この結果、メンテナンス作業の頻度を抑えることができる。この他、汚水処理装置１は、コンテナ３の着脱作業が簡便であり、メンテナンス作業が行いやすい。この他、汚水処理装置１は、設置作業も容易である。例えば、難民キャンプや、災害時の避難所等、短期間での施工が望まれる場所にトイレが迅速に設置できる。以上の様に、処理能力が安定し、利便性の高い汚水処理装置１および汚水処理システム１００を提供できる。

上述の実施形態は、例示であり、上記開示の範囲に限定されない。上述の実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、開示の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、特許請求の範囲とその均等の範囲に含まれる。

上記実施形態では、コンテナ３の排水孔３４が底部３１のみに設けられた例を示したが、図５に示す変形例のように、コンテナ３Ａの側壁３２にも排水孔３４１を形成してもよい。側壁３２の排水孔３４１は、少なくとも処理床５の上面の高さよりも低い位置に開口している。

（第二実施形態）
第二実施形態に係る汚水処理装置１Ｂについて図６及び図７を参照して説明する。以下の説明において既に説明したものと共通の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。本実施形態の汚水処理装置１Ｂは、係止部の構成が第一実施形態と異なる。コンテナ３Ｂの上端部の外面には、径方向外側に突出する係止凸部３３Ｂが形成されている。図示例では、係止凸部３３Ｂは、コンテナ３Ｂの周方向に等間隔で離れて２つ設けられている。ピット部材２Ｂの上端２２には二つの凹部２５が形成されている。凹部２５はピット部材２Ｂの周方向に等間隔で２箇所形成されている。凹部２５は、係止凸部３３Ｂが係止可能な形状および大きさを有する。図７に示すように、凹部２５内に係止凸部３３Ｂが上方から挿入されることによって、コンテナ３Ｂがピット部材２Ｂに懸架されて支持されている。

本実施形態では、排水管１０２に配管ソケット１０４を備えている。ピット部材２の開口部２３Ａは、側壁２１に貫通し、排水管１０２が挿入可能な貫通孔である。排水管１０２は、ピット部材２の開口部２３Ｂに挿入されて支持されている。排水管１０２の開口端に配管ソケット１０４が着脱可能に取り付けられる。排水管１０２はピット部材２Ｂの内周面から殆ど突出しない。

排水管１０２がコンテナ３Ｂの内側に突出しないため、コンテナ３Ｂをピット部材２Ｂから取り外すときに配管ソケット１０４を排水管１０２から取り外すと、排水管１０２に妨げられることなく、コンテナ３Ｂを上方に持ち上げられる。係止凸部３３Ｂは、コンテナ３の外方に突出して形成されているため、コンテナ３Ｂを持ち上げる際に、把手として機能し、コンテナ３Ｂを容易に持ち上げられる。

本実施形態に係る汚水処理装置１Ｂによれば、第一実施形態と同様に、処理能力が安定し、利便性の高い汚水処理装置１Ｂおよび汚水処理システム１００を提供できる。上記各実施形態に係る汚水処理装置および汚水処理システムによれば、設置作業やメンテナンス作業が容易でありながら汚水処理能力を高く保つことができる。

（第三実施形態）
第三実施形態に係る汚水処理装置１Ｃについて図８及び図９を参照して説明する。本実施形態では、ピット部材２Ｃの開口部およびコンテナ３Ｃの切り欠き３５Ｃの形態が第一実施形態と異なる。本実施形態では、第二実施形態と同様に排水管１０２に配管ソケット１０４を備えている。図９に示すように、ピット部材２Ｃの開口部２３Ｃは、側壁２１に貫通し、排水管１０２が挿入可能な貫通孔である。排水管１０２は、ピット部材２の開口部２３Ｂに挿入されて支持されている。切り欠き３５Ｃは、コンテナ３Ｃの側壁３２に貫通する貫通孔である。コンテナ３Ｃの着脱時、配管ソケット１０４を排水管１０２から取り外す。排水管１０２はピット部材２Ｃの内周面から殆ど突出しないため、作業者は、コンテナ３Ｃのフランジ３３を持ちながらコンテナ３Ｃを上方に持ち上げることができる。

本実施形態の汚水処理装置１Ｃによれば、排水管１０２がピット部材２に取り付けられた状態を保持しながら、コンテナ３Ｃを着脱できる。排水管１０２を動かす必要がないため、排水管１０２が地中に埋設されていても、コンテナ３Ｃを容易いピット部材２Ｃに着脱できる。

ピット部材に貫通孔２４を有する構成は必須の構成ではない。例えば、図１０に示す変形例の汚水処理装置１Ｄの様に、側壁２１に貫通孔が形成されないピット部材２Ｄであってもよい。側壁２１に貫通孔が形成されない結果、ミミズの捕食生物の侵入をより効果的に防止できる。側壁２１に貫通孔が形成されない結果、穴Ｈの穴壁ＨＷとピット部材２Ｄの内部とを仕切ることができ、土中の水分等の流入を防ぎ、ピット部材２Ｄ内部の環境変動を抑え、処理床５の環境を安定させることができる。

上記各実施形態では、汚水処理装置が平面視円形の例を示したが、汚水処理装置の形状は円形に限定されない。例えば、図１１に示す変形例の汚水処理装置１Ｅのように、略四角柱形状のピット部材２Ｅおよびコンテナ３Ｅであってもよい。

コンテナの排水口の形態は上記各実施形態に記載の貫通孔の例に限定されない。例えば、底部３１がメッシュ体で構成され、排水口として機能してもよい。

上記各実施形態では、コンテナ３の収容部３０内に、礫からなる排水床６および処理床５を収容する例を示したが、排水床６の構成は本例に限定されない。排水床６があることによって、処理床５とコンテナ３の底部３１は離間して配置可能である。処理床５で処理された液体がコンテナ３の下方に流通可能であればよい。例えば、コンテナ３の底部３１に複数の空隙を備える空隙層を形成してもよい。

１、１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ…汚水処理装置、２，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ…ピット部材、３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ…コンテナ、３３…フランジ（係止部）、５…処理床（汚水処理床）、３４，３４１…排水孔、１００…汚水処理システム、１０２…排水管

Claims (7)

1. 汚水処理床を収容する収容部を備え、底部および側壁を有し、少なくとも前記底部に排水孔が形成されたコンテナと、
   前記コンテナの前記側壁との間に空間が形成される状態で前記コンテナを内側に収容して支持するピット部材と、
   を備える汚水処理装置。
2. 前記コンテナの前記底部は、前記ピット部材の下端よりも上方に配置されている
   請求項１に記載の汚水処理装置。
3. 前記コンテナの外面に係止部が設けられ、
   前記係止部が前記ピット部材に係止されることによって前記コンテナが前記ピット部材に着脱可能に支持されている
   請求項１または請求項２に記載の汚水処理装置。
4. 前記コンテナおよび前記ピット部材の少なくともいずれか一方がプレハブ構造部品で構成されている
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の汚水処理装置。
5. 地中に埋設された請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の汚水処理装置と、
   地上に設置された便器と、
   前記便器の排水口と前記汚水処理装置の前記コンテナとを接続する排水管と、
   前記コンテナの前記収容部内に収容され、ミミズを含む汚水処理床と、を備える
   汚水処理システム。
6. 前記コンテナの前記汚水処理床が地面よりも低い位置に配置されている
   請求項５に記載の汚水処理システム。
7. 前記収容部内の前記汚水処理床の下方に収容された排水床を備える
   請求項５または請求項６に記載の汚水処理システム。

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