JP4528288B2

JP4528288B2 - 雨水及び生活雑排水の再利用給水システム

Info

Publication number: JP4528288B2
Application number: JP2006199988A
Authority: JP
Inventors: 利明西岡; 孝森
Original assignee: 株式会社三栄水栓製作所
Priority date: 2006-06-23
Filing date: 2006-06-23
Publication date: 2010-08-18
Anticipated expiration: 2026-06-23
Also published as: JP2008002251A

Description

本発明は、雨水及びトイレや洗面所、バス、キッチン等からの生活雑排水を浄化し再生し、その再生水を、例えばスプリンクラーなどの防災用水、水洗トイレ用洗浄水や散水などの家庭生活用の雑用水、園芸用水、住宅屋根の冷却用水等々の中水として利用するように構成されている雨水及び生活雑排水の再利用給水システムに関する。

上記のように雨水及び生活雑排水をともに中水源として再利用するシステムは、将来における水供給源の減少化及び地球温暖化対策の省エネルギー化にとって非常に有効かつ有意義である。

ところで、雨水及び生活雑排水をともに中水源として再利用する給水システムは、共通の再生水貯留用タンクに、雨水を取り込む雨水流路と、生活雑排水を取り込む生活雑排水流路と、再生水を汲み出して前記のような各種中水利用先に送水する揚水ポンプ付きの給水流路とを備えて構成されているのが一般的である。そして、この種の給水システムでは、雨水及び生活雑排水という水質が全く異なるものを共に再生中水として利用するものであるために、それら雨水及び生活雑排水の水質を改善（浄化）することが必要不可欠である。

そのような水質改善要請に応えるものとして、従来、生活雑排水の取込流路先端に活性炭を充填した流動床式吸着器及び固定床式吸着器を取り付けるとともに、タンク内に滅菌剤を収容した滅菌器をその滅菌剤が該タンク内に取り込まれ貯留されている水と接触するように水面に浮かせたフロートに取り付けてなり、前記取込流路を経て取り込まれる生活雑排水は吸着器を通り、ここで活性炭によって被吸着物質が吸着除去されて浄化された後、タンク内に導入されるとともに、タンク内に導入された雨水及び生活雑排水は滅菌器内の滅菌剤と接触して滅菌され浄化されるように構成された雨水及び生活雑排水の再利用給水システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第３５３０４４１号公報

しかし、上記特許文献１で示すような構成の従来の給水シスムにおいては、吸着器内の活性炭及び滅菌器内の滅菌剤といった水質改善剤の収容部構成が複雑かつ大掛かりであり、また、固定的なものであるために、システム全体の構造が複雑大型化しかつコスト高になり、それら水質改善剤の設置やメンテナンスも困難なものになるという問題があるだけでなく、雨水及び生活雑排水の水質の内容に対応して水質改善剤の種類や容量を簡単に選定することができないために、流入水の水質によっては適切な水質環境を維持することができず、その結果、雨水及び生活雑排水を中水として利用する際に衛生面や環境面で好ましくない事態を招きやすいという問題があった。

本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、システム全体としての構成の簡単化、小型化が図れ、かつ、設置やメンテナンスも容易である上に、流入水の水質に応じて水質改善剤の種類や容量を容易かつ適切に選定して常に最適の水質環境を維持することができる雨水及び生活雑排水の再利用給水システムを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係る雨水及び生活雑排水の再利用給水システムは、再生水貯留用タンクと、このタンクに雨水を取り込む雨水流路と、前記タンクに生活雑排水を取り込む生活雑排水流路と、前記タンク内に貯留されている再生水を汲み出して中水として利用する揚水ポンプ付きの給水流路とを備えているとともに、前記雨水流路及び生活雑排水流路それぞれに雨水及び生活雑排水との接触によりそれらの水質を改善する水質改善剤の収容部が設けられている雨水及び生活雑排水の再利用給水システムであって、前記雨水流路及び生活雑排水流路それぞれの水質改善剤収容部が、流水線方向に沿って同軸上に配置された複数個のカートリッジを接続分離可能としたユニットから構成されていることを特徴としている。

上記のような特徴構成を有する本発明によれば、雨水流路及び生活雑排水流路それぞれの水質改善剤収容部が、複数個のカートリッジを流水線方向に沿って同軸上に積上げる形態でユニット化されているので、特許文献１で示す従来のものに比べて、システム全体の構成を簡単化かつ小型化しやすいとともに、それら水質改善剤の設置及び消耗した水質改善剤の交換や異なる水質改善剤の取替え等のメンテナンスも非常に容易である。しかも、雨水及び生活雑排水というタンクに導入される流入水の水質に応じて、異なる種類の水質改善剤を収容したカートリッジと交換したり、同種の水質改善剤を収容した複数個のカートリッジを並列に接続して使用したり、種類の異なる水質改善剤を収容した複数個（複数種類）のカートリッジを組合せ接続して使用したりして、ユニット全体の水質改善性能及び／又は容量を適切に選定し調整することが可能である。したがって、どのような水質を持つ流入水であっても、また、どの程度の流入水量であっても、タンク内の再生水を常に最適な水質環境に維持することができ、その再生水を中水として利用する際の衛生面及び環境面での不具合等の発生を回避することができるという効果を奏する。

本発明に係る雨水及び生活雑排水の再利用給水システムにおいて、前記水質改善剤収容ユニットを構成する複数個のカートリッジを、収容する水質改善剤の種類に対応して異なる色に着色すること（請求項２）により、カートリッジに収容されている水質改善剤の種類を外観的に一目で正しく認識することが可能で、水質改善剤の誤使用に起因する水質改善性能の低下などといった不都合を防止できるのみならず、多種多数の水質改善剤収容カートリッジの管理も的確、容易に行える。

また、前記水質改善剤収容ユニットを構成する複数個のカートリッジに、それぞれ例えばスリットなどの逆流防止手段を設ける（請求項３）ことにより、雨水流路及び生活雑排水流路が断水状態にあるとき、タンク内の再生水が上流側に逆流するという不都合をも確実に防止できる。

さらに、本発明に係る雨水及び生活雑排水の再利用給水システムにおいて、再生水貯留用タンクに、該タンク内の貯留水位を設定レベルに保持制御するための上水補給機構を設ける（請求項４）ことによって、雨水や生活雑排水の流入がないとき、あるいは、流入量が非常に少ないとき、上水を補給してタンク内の貯留水位を常に設定レベル以上に保持することが可能であり、これによって、渇水時等でも再生水（中水）の利用を安定確保することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る雨水及び生活雑排水の再利用給水システム全体の概要を示す概略斜視図、図２〜図４は要部の拡大斜視図、縦断面図、平面図である。これらの図において、１は地上に据置き設置される、あるいは、土中に埋設される再生水貯留用タンクであり、このタンク１の側壁上部には、オーバーフロー口２が設けられており、このオーバーフロー口２によってタンク１の上限水位レベルＨＷＬが規定されている。前記タンク１には、雨水を取り込むための雨水流路を形成する雨水管３及び生活雑排水を取り込むための生活雑排水流路を形成する雑排水管４の各先端部がタンク１の上壁部１Ｗに形成された蓋付き開口部１Ａを通して下向きに挿設されている。

前記雨水管３には、住宅建物Ａの屋根樋６などから縦配管６を経て雨水枡７に集められた雨水が導かれるようになっているとともに、前記雑排水管４には、トイレや洗面所、バス、キッチン等から複数の配管８を経て雑排水枡９に集められた生活雑排水が導かれるようになっており、これら雨水枡７及び雑排水枡９にはそれぞれ、例えば砂からなる濾過材とその表面を覆う繊維状濾過材等の濾過層（図示省略する）が設けられている。なお、前記雨水枡７には、例えば地上に設置した雨水集水器２３で集めた雨水を合流させる配管２４を接続してもよい。

前記タンク１内には、該タンク１の上壁部１Ｗに設置固定した揚水ポンプ１１の吸水口部に接続されてタンク１内に貯留されている再生水を汲み出す取水パイプ１０が垂直下向き姿勢に挿入されているとともに、前記揚水ポンプ１１の吐出口部には、汲み出した再生水を中水として利用するための中水給水流路を形成する中水給水管１２が接続されている。この中水給水管１２には、中水をスプリンクラーなどの防災用水、水洗トイレ用洗浄水や散水などの家庭生活用の雑用水、園芸用水、住宅屋根の冷却用水等々に再利用すべく各種再利用システムへの給水配管１３…が連通接続されている。なお、前記取水パイプ１０の先端には、ゴミなどの異物の侵入を防ぐストレーナ（図示省略）が設けられている。

また、前記タンク１には、上水の補給流路を形成する上水管１４が開閉弁１５を介して開口接続されており、このタンク１内の貯留水位が予め設定された下限水位レベルＬＷＬ以下になったとき、ボールタップ１６の下降動作により前記開閉弁１５を自動開弁して上水を補給することにより、タンク１内の貯留水位を前記下限水位レベルＬＷＬ以上に保持制御する上水補給機構が設けられている。

上記したような基本構成からなる雨水及び生活雑排水の再利用給水システムにおいて、前記雨水管３及び雑排水管４の先端部にはそれぞれ水質改善剤収容ユニット１７及び１８が取り付けられている。これら各ユニット１７，１８は、図５に明示するように、異なる種類の水質改善剤を収容して流水線方向に沿って同軸上に積上げ形態に配置された複数個（複数種類）の樹脂製テーパ円筒形のカートリッジ１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃを、それら各カートリッジ１９Ａ〜１９Ｃの軸線方向両端に形成の雌雄ネジ部２０ａ，２０ｂ，２０ｃを介して接続分離可能に構成されている。なお、本実施の形態では、三種類のカートリッジ１９Ａ〜１９Ｃを準備したもので示すが、四種類以上であってもよい。）

ここで、本実施の形態で準備する三種類のカートリッジ１９Ａ〜１９Ｃについて詳述すると、カートリッジ１９Ａは、その内部に水質改善剤の一例として円筒状に成形された粒状活性炭２１Ａが同芯状に収容固定保持されてなり、カートリッジ１９Ｂは、その内部に水質改善剤の他の例として円筒状に成形された固形塩素２１Ｂが同芯状に収容固定保持されてなり、カートリッジ１９Ｃは、その内部に水質改善剤の別の例としてイオン交換樹脂などの界面活性剤２１Ｃが収容固定されてなる。そして、これら各カートリッジ１９Ａ〜１９Ｃは、全て同径かつ同長の合同形に形成されているとともに、収容する水質改善剤の種類に対応して異なる色に着色されており、さらに、各カートリッジ１９Ａ〜１９Ｃの流水口部近くの周壁部には、それぞれ逆流防止手段の一例としてスリット２２ａ，２２ｂ、２２ｃが形成されている。

なお、本実施の形態では、前記雨水管３の先端部における水質改善剤収容ユニット１７として、前記カートリッジ１９Ａ及び１９Ｂの二つを接続し、かつ、雑排水管４の先端部における水質改善収容ユニット１８として、前記カートリッジ１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃの三つを接続した一使用例を示しており、これ以外に三種類のカートリッジ１９Ａ〜１９Ｃをどのように組み合わせて使用してもよい。

上記のように構成された雨水及び生活雑排水の再利用給水システムにおいては、住宅建物Ａの屋根樋５などで集められた雨水が縦配管６を経て、及び／又は、雨水集水器２３で集められた雨水が配管２４を経て雨水枡７に集められ、ここで濾過された雨水が雨水管３を通してタンク１内に導入されるとともに、トイレや洗面所、バス、キッチン等から排出される生活雑排水が複数の配管８を経て雑排水枡９に集められ、ここで濾過された生活雑排水が雑排水管４を通して前記タンク１内に導入される。

この導入時において、前記雨水管３内を流れてきた雨水は、水質改善剤収容ユニット１７における二つのカートリッジ１９Ａ及び１９Ｂ内を順番に通過して粒状活性炭２１Ａ及び固形塩素２１Ｂの接触し、その接触により浄化及び滅菌されて水質改善されたのち、タンク１内に導入される。また、雑排水管４内を流れてきた生活雑排水は、水質改善剤収容ユニット１８における三つのカートリッジ１９Ａ〜１９Ｃ内を順番に通過して粒状活性炭２１Ａ及び固形塩素２１Ｂの接触し、その接触により浄化及び滅菌されるとともに、界面活性剤２１Ｃとの接触により活性剤が除去されて水質改善されたのち、タンク１内に導入される。このタンク１内に導入され貯留されている再生水の水位が規定の上限水位レベルＨＷＬ以上になった場合は、その余剰再生水はオーバーフロー口２からタンク１外に排出される。

また、雨水や生活雑排水の流入がないとき、あるいは、それらの流入量が非常に少なくてタンク１内の貯留水位が予め設定された下限水位レベルＬＷＬ以下になったときは、ボールタップ１６の下降動作により開閉弁１５が自動開弁して上水管１４から上水が補給され、これによって、例えば渇水時等でもタンク１内の貯留再生水（中水）の水位は常に設定水位レベル以上に安定保持されることになる。

そして、前記タンク１内に設定水位レベルＬＷＬ以上に貯留された再生水は、必要に応じてＯＮ／ＯＦＦ動作される揚水ポンプ１１の運転に伴い取水パイプ１０を介して中水給水管１２に汲み出されたのち、この中水給水管１２を経て各種再利用システムへの給水配管１３…に中水として供給されてスプリンクラーなどの防災用水、水洗トイレ用洗浄水や散水などの家庭生活用の雑用水、園芸用水、住宅屋根の冷却用水等々として再利用されることになる。

上述のように用いられる雨水及び生活雑排水の再利用給水システムにおいて、雨水管３及び雑排水管４には、それぞれ複数個のカートリッジ１９Ａ〜１９Ｃを流水線方向に沿って同軸上に積上げた形態の水質改善剤収容ユニット１７，１８が設けられているので、システム全体の構成を簡単化かつ小型化しやすいとともに、それら水質改善剤の設置及び消耗した水質改善剤の交換や異なる水質改善剤の取替え等のメンテナンスも非常に容易に行える。

加えて、タンク１内に導入される雨水及び生活雑排水それぞれの水質に応じて、異なる種類の水質改善剤を収容したカートリッジ、例えば１９Ａと１９Ｂを交換したり、同種の水質改善剤を収容した複数個のカートリッジ、例えば１９Ａ、１９Ａを並列に接続して使用したり、種類の異なる水質改善剤を収容した複数個のカートリッジ、例えば１９Ａ，１９Ｃや１９Ｂ，１９Ｃとを組合せ接続して使用したりして、ユニット全体の水質改善性能及び／又は容量を適切に選定し調整することが可能であるから、どのような水質を持つ流入水（雨水又は生活雑排水）であっても、また、どの程度の流入水量であっても、タンク１内の再生水を常に最適な水質環境に維持することができ、その再生水を中水として利用する際の衛生面及び環境面での不具合等の発生を回避できる。

また、前記複数個のカートリッジ１９Ａ〜１９Ｃは、それらに収容する水質改善剤の種類に対応して異なる色に着色されているので、各カートリッジ１９Ａ〜１９Ｃに収容されている水質改善剤の種類を外観的に一目で正しく認識することが可能で、水質改善剤の誤使用に起因する水質改善性能の低下などといった不都合を防止できるのみならず、多種多数の水質改善剤収容カートリッジ１９Ａ〜１９Ｃの管理も的確、容易に行える。

さらに、前記複数個のカートリッジ１９Ａ〜１９Ｃには、それぞれ逆流防止用のスリット２２ａ，２２ｂ、２２ｃが形成されているので、雨水管３や雑排水管４が断水状態にあるときでも、タンク１内の再生水がそれら雨水管３や雑排水管４側に逆流するという不都合も確実に防止できる。

なお、上記実施の形態では、粒状活性炭２１Ａ、固形塩素２１Ｂ及び界面活性剤２１Ｃという三種類の水質改善剤を三個のカートリッジ１９Ａ〜１９Ｃ内に収容したもので説明したが、これ以外に、滅菌剤を収容したカートリッジを追加準備してもよく、また、活性炭でも性質の異なる活性炭や容量の異なる活性炭を収容したカートリッジを別に追加準備してもよい。さらに、単一のカートリッジのみを使用してもよい。

本発明に係る雨水及び生活雑排水の再利用給水システム全体の概要を示す概略斜視図である。同上システムにおける要部の拡大斜視図である。同上システムにおける要部の拡大縦断面図である。同上システムにおける要部の拡大平面図である。同上システムにおける主要部の拡大縦断面図である。

符号の説明

１再生水貯留タンク
３雨水管（雨水流路）
４雑排水管（生活雑排水流路）
１１揚水ポンプ
１２中水給水管（給水流路）
１４上水管（上水補給機構の構成要素）
１５開閉弁（上水補給機構の構成要素）
１６ボールタップ（上水補給機構の構成要素）
１７，１８水質改善剤収容ユニット
１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃカートリッジ
２１Ａ粒状活性炭（水質改善剤の一例）
２１Ｂ固形塩素（水質改善剤の一例）
２１Ｃ界面活性剤（水質改善剤の一例）
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ逆流防止用スリット

Claims

再生水貯留用タンクと、このタンクに雨水を取り込む雨水流路と、前記タンクに生活雑排水を取り込む生活雑排水流路と、前記タンク内に貯留されている再生水を汲み出して中水として利用する揚水ポンプ付きの給水流路とを備えているとともに、前記雨水流路及び生活雑排水流路それぞれに雨水及び生活雑排水との接触によりそれらの水質を改善する水質改善剤の収容部が設けられている雨水及び生活雑排水の再利用給水システムであって、
前記雨水流路及び生活雑排水流路それぞれの水質改善剤の収容部が、流水線方向に沿って同軸上に配置された複数個のカートリッジを接続分離可能としたユニットから構成されていることを特徴とする雨水及び生活雑排水の再利用給水システム。
前記水質改善剤収容ユニットを構成する複数個のカートリッジが、収容する水質改善剤の種類に対応して異なる色に着色されている請求項１に記載の雨水及び生活雑排水の再利用給水システム。
前記水質改善剤収容ユニットを構成する複数個のカートリッジには、それぞれ逆流防止手段が設けられている請求項１または２に記載の雨水及び生活雑排水の再利用給水システム。
前記再生水貯留用タンクには、該タンク内の貯留水位を設定レベルに保持制御するための上水補給機構が設けられている請求項１ないし３のいずれかに記載の雨水及び生活雑排水の再利用給水システム。