JP4533864B2

JP4533864B2 - 浄化装置

Info

Publication number: JP4533864B2
Application number: JP2006090021A
Authority: JP
Inventors: 良一岡本
Original assignee: 永和国土環境株式会社
Priority date: 2006-03-29
Filing date: 2006-03-29
Publication date: 2010-09-01
Anticipated expiration: 2026-03-29
Also published as: JP2007260575A

Description

本発明は、雨水を浄化処理して浄化水として外部へ供給する浄化装置に関するものである。

硫黄酸化物や窒素酸化物を含む酸性雨は自然界に対して種々の問題を引き起こしている。例えば、酸性雨によって土壌中に含まれるミネラル成分が流出し、植物に十分な栄養が行き渡らないといった問題や、酸性雨中に溶解した土壌中のアルミニウムが植物に取り込まれて有害な働きをするといった問題がある。

上記酸性雨の影響を抑えるために各種開発が行われており、例えば、特許文献１には粉砕したアラレ石系炭酸カルシウムと澱粉との混合物を濾過剤として、酸性雨水を濾過するとともに中和する浄化装置が開示されている。
特開平５−２６９４７４号公報

上記浄化装置では、雨水を中和しているので植物中にアルミニウムが取り込まれるのを抑止することはできる。しかし、酸性雨によって一旦流出してしまったカリウム等のミネラル成分を土壌に供給することはできない。従って、植物が栄養不足のまま弱ってしまう場合がある。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、酸性雨から種々のミネラル成分を含む浄化水を供給することのできる浄化装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、雨水を段階的に浄化し、生成された浄化水を外部へ供給する浄化装置において、建物に設置されている雨水集水桝や用水路に連設されて雨水を導入する第一導入口と、トイレの排出口に連設されて、該排出口から排出される生活排水を導入する第二導入口と、上記第一導入口と第二導入口により導入された雨水および生活排水を沈殿分離処理する沈殿分離室と、該沈殿分離室から導出された雨水に含まれる汚泥成分を微生物により分解処理するとともに、該雨水を中和してミネラル成分を供給する接触処理室と、該接触処理室から導出された浄化水を貯留する浄化水貯留室と、該浄化水貯留室内の浄化水を被給水部に供給する給水手段と、上記第一導入口から導入される雨水と上記第二導入口から導入される生活排水との割合を調節して上記沈殿分離室に導出する調節手段とを備えたことを特徴とする浄化装置を提供する。

この構成によれば、沈殿分離室において雨水に含まれる落ち葉等の粗大異物が取り除かれ、次に、接触処理室において残りの汚泥成分が微生物によって分解されるので、雨水を汚泥成分が含まれない浄化水に浄化することができる。また、接触処理室では、雨水に含まれる硫黄酸化物や窒素酸化物が中和されるとともに、ミネラル成分が供給されるので、ミネラル成分を含む浄化水を生成することができる。従って、この浄化水を上記給水手段によって植物等に散水してやれば、植物に必要な栄養を与えることができる。

しかも、降雨量が少なく上記雨水が不足している場合であっても、上記調節手段によって第二導入口から生活排水を導入することができ、この生活排水からミネラル成分を含む浄化水を得ることができる。従って、ミネラル成分を含む浄化水を安定して供給することが可能になる。

また本発明において、水道蛇口に連設されて、該蛇口から排出される水道水を導入する第三導入口を備え、該第三導入口から上記沈殿分離室に導出される水道水の水量を上記調節手段によって調節するのが好ましい。

この構成によれば、雨水に加えて上記生活排水も十分に確保できない場合であっても、水道水を導入してミネラル成分を供給することができるので、水道水をそのまま使用する場合よりも植物等に栄養を与えることが可能になる。

また本発明において、上記浄化水貯留室と上記給水手段との間に、該浄化水貯留室から導出された浄化水を貯留する浄化水貯留タンクを備えるのが好ましい。

この構成によれば、浄化水貯留タンクから外部へ浄化水を安定して供給することが可能になる。

また本発明において、上記浄化水貯留室、乃至、上記浄化水貯留タンクの貯水量を検出する貯水量検出手段と、該貯水量検出手段の検出結果に基づいて上記調節手段を制御する制御手段とを備えるのが好ましい。

この構成によれば、上記浄化水貯留室および上記浄化水貯留タンク内の貯水量に基づいて上記雨水や生活排水や水道水を適宜導入することができるので、ミネラル成分を含む浄化水を安定して供給することが可能になる。

以上のように、本発明によれば雨水からミネラル成分を含む浄化水を生成、供給することができる浄化装置を提供することができる。

図１および図２は、本発明に係る浄化装置の実施形態を示している。この浄化装置１は、鋼板材、アルミニウム合金材、ステンレス鋼材、プラスチック材、ＰＣ（プレストレスコンクリート）材、鉄筋コンクリート材、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）材またはプラスチック材等からなり、地中に埋設され、あるいは地上に立設された状態で使用されるものである。

上記浄化装置１は、沈殿分離室２と、その下流側の接触処理室３と、この接触処理室３から導出された処理水を貯留する浄化水貯留室４とを有している。

沈殿分離室２には、建物の屋根等に設置されている雨水集水桝１０に連設されて雨水を導入する第一導入口５と、水洗トイレ１１の排出口に連設されてこの排水口から排出される汚水（生活排水）を導入する第二導入口６と、水道蛇口１２に連設されて水道水を導入する第三導入口７とが備えられている。また、第一導入口５、第二導入口６および第三導入口７の開口量を調節し、沈殿分離室２に導入する各水の割合を調節する電磁弁８（調節手段）が備えられている。

上記沈殿分離室２は、第一導入口５から導入された雨水に含まれる落ち葉や、第二導入口６から導入されたトイレの汚水に含まれる紙および粗大異物等の汚泥成分を沈殿させて分離処理した後に、この分離後の処理水を上記接触処理室３にオーバーフローさせて導出するとともに、この接触処理室３に浮遊物が流出するのをバッフルプレート１３により阻止するように区画されている。なお、上記沈殿分離室２において沈殿した固形分は、定期的（例えば１年毎）に外部に吸い出されて処理される。

上記接触処理室３内には、メッシュ状の袋体内にカキ、ホタテ貝、ホッキ貝、真珠貝、アサリ、シジミ、はまぐり、アオヤギ、カラス貝、サザエ、ミル貝もしくは貝化石等からなる貝殻、または死滅して白化した珊瑚が収容されてなる貝殻・珊瑚製接触材１４が充填されるとともに、その下方に図外のブロアから供給された空気を放出する散気管１５が配設されている。

そして、上記接触処理室３に導入された処理水は、散気管１５から放出された空気によって攪拌され、上記沈殿分離室２では処理しきれなかった汚泥成分が、上記貝殻・珊瑚製接触材１４に付着した状態で生息する微生物により分解処理される。

ここで、第一導入口から導入された雨水は上述のように硫黄酸化物や窒素酸化物を含んでおり酸性である。また、第二導入口から導入された汚水はアンモニアの酸化分解等によって酸性化されている。さらに、第三導入口から導入された水道水も酸性である場合が多い。すなわち接触処理室３に導入される水はいずれもほぼ酸性である。従って、上記接触処理室３内では、この酸性の処理水と貝殻・珊瑚製接触材１４との間で中和反応が生じる。さらに、この中和反応において、貝殻・珊瑚製接触材１４からはカルシウムやカリウムといったミネラル成分が水中に溶解するので、処理水はこの接触処理室３において、ミネラル成分を含む中性の浄化水となる。

このようにして浄化、中和されるとともにミネラル成分が与えられた浄化水は、その一部が給水ポンプ１６および給水パイプ１７を有する給水手段１８によって植物等に散水されるとともに、トイレ１１の給水タンク１９に供給され、残りが浄化水貯留室４内に貯留される。

浄化水貯留室４には、この貯留室内の水量を検出するための貯水量検出手段２０が設けられており、この検出結果に基づいて制御手段２１において電磁弁８の駆動量が決定される。この制御手段２１は、例えば、上記検出結果が所定値以下となった場合に、電磁弁８を作動させて第二導入口６を開口して沈殿分離室２にトイレの汚水を導入し、それでも上記検出結果が所定値に到達しない場合には第三導入口７を開口して水道水を導入するように構成されている。

上記沈殿分離室２、接触処理室３、浄化水貯留室４の上部には、清掃または点検用の開口部４１〜４３がそれぞれ形成されている。また、通常時には、上記開口部４１〜４３を開閉可能に閉止する閉止蓋（図示せず）が設置されている。

ここで、上記貝殻・珊瑚製接触材１４について詳しく説明すると、上記貝殻は、炭酸カルシウムを主成分とし、リン酸カルシウムやカリウムおよび炭酸マグネシウム等の成分を含有しており、図４に示すように、外面側の殻皮層ａと、内面側の真珠層ｂと、その間の角柱層ｃとからなっている。そして、図５に示すように、上記貝殻の真珠層ｂが除去された状態で袋体内に収容されることにより上記貝殻・珊瑚製接触材１４が構成されている。

上記貝殻の真珠層ｂを除去する方法としては、適宜の工具を使用して真珠層ｂを剥離する方法、貝殻を海岸の波打ち際に１年間程度放置または岸に数年間放置して真珠層ｂを風化等自然浸食させる方法、塩酸等の薬品を使用して真珠層ｂを溶解させる方法、または多数の貝殻を撹拌機に撹拌して貝殻同士を接触させることにより真珠層ｂを剥離させる方法等がある。なお、上記自然浸食もしくは撹拌法により真珠層ｂを除去する場合には、この真珠層ｂとともに、上記殻皮層ａの一部も除去されることになる。

上記のように本発明に係る浄化装置１は、第一導入口５から導入された雨水や第二導入口６から導入されたトイレの汚水に含まれる落ち葉や紙や粗大異物等の汚泥成分を沈殿分離室２内において沈殿分離した後に、接触処理室３にて上記分離後の処理水の汚泥成分を微生物の作用等により浄化するとともに、貝殻等の中和反応によってこの酸性の浄化水を中和する。さらにこの中和反応時にミネラル成分が該浄化水に供給されるので、ミネラル成分を含む浄化水を生成することができる。このミネラル成分を含む浄化水を、上記浄化水貯留室４に貯留した後、給水手段１８によって適宜植物等へ散水すれば、植物に必要な栄養を与えることが可能になる。さらに、雨水を導入する第一導入口５のみならず生活排水や水道水を導入する第二導入口６および第三導入口７を設けておけば、上記ミネラル成分を含む浄化水を安定して供給することが可能になる。

また、上記実施形態では、接触処理室３内に充填される貝殻・珊瑚製接触材１４として、少なくとも内面側の真珠層ｂが除去されて多孔質の角柱層ｃが露出したカキ殻等を使用したため、この貝殻・珊瑚製接触材１４と、上記接触処理室３内に導入された処理水中の汚泥成分を分解処理する微生物との親和性を高めて、これらを好適に繁殖させることができる。したがって、上記多孔質の角柱層ｃにおいて繁殖した微生物により、処理水中の汚泥成分を効果的に分解処理して排水を効率よく浄化することができる。しかも、上記排水浄化装置の設置当初から、上記微生物の分解処理機能等を発揮させることができるため、上記排水浄化装置により浄化処理された浄化水を外部に放出した場合に、環境汚染が発生するのを効果的に抑止することができるという利点がある。

また、上記接触処理室３において処理水が散気管１５によってばっ気処理されることにより、上記貝殻・珊瑚から炭酸カルシウム（ＣａＣＯ₃）を迅速に溶解させて、上記処理水を中和することができる。すなわち、上記真珠層ｂが除去された貝殻は、その溶解が進行し易いという特性を有しているため、酸性化した処理水を効果的に中和できるという利点がある。

しかも、上記のように処理水が中和されることで、太陽虫等の原生動物および腔腸動物を多量に発生、繁殖させることができる。このため、上記処理水中に存在する大腸菌等の細菌を、上記原生動物等に補食させて絶滅させることにより、浄化装置１から導出される浄化水中に細菌が混入するのを効果的に防止することができる。

次に、上記実施形態の変形例について図６を用いて説明する。

この図６に示すように、本実施形態では、浄化水を貯留するための浄化水貯留タンク３０が浄化水貯留室４と給水手段１８との間に設けられており、浄化水貯留室４内から導出管３２を介して導出される浄化水がこの浄化水貯留タンク３０に貯留されるように構成されている。そして、この浄化水貯留タンク３０に貯留された浄化水が、給水手段１８によって植物等に散水されるようになっている。この導出管３２には、浄化水貯留タンク３０内の浄化水が浄化水貯留室４に逆流するのを阻止するための逆止弁３２ａが設けられている。また、浄化水貯留タンク３０と沈殿分離室２との間には、パイプ３３、ポンプ３４等が設けられており、浄化水貯留タンク３０内の水を上流の沈殿分離室２に張水として供給できるように構成されている。浄化水貯留タンクの上部には浄化装置１と同様に清掃または点検用の開口部４０が形成されている。また、浄化水貯留タンク３０には、その貯水量を検出する貯水量検出手段２０が設けられており、上記浄化水貯留室４に設けられた場合と同様に、この検出結果に基づいて電磁弁８の駆動量が決定されるように構成されている。

このような構成によれば、浄化水を十分に貯留することができるので、浄化水を安定して供給することが可能になる。また、浄化装置を定期点検する際等に、沈殿分離室２、接触処理室３および浄化水貯留室４の処理水を順次外部に導出させた後、上記パイプ３３より浄化水貯留タンク３０内の浄化水を上記各室内に張水として供給できるという利点がある。張水が浄化水貯留タンク３０内の浄化水だけでは不十分である場合には、第三導入口７を開いて水道水を入れればよい。

ここで、上記実施形態では第一導入口５と第二導入口６と第三導入口７の切替手段８として電磁弁を用いた場合について示したが、手動操作が可能なバルブ等としてもよい。

また、第一導入口５には、雨水集水桝１０の代わりに用水路からの排水管を連結させてもよいし、第二導入口６にはトイレ１１の代わりに台所や浴室の排水管と連設させてもよい。

また、上記接触処理室３にブロアから供給された空気を放出する散気管１５を設けた場合について示したが、散水によって十分な水の循環が得られる場合にはブロアを設けなくてもよい。

また、接触処理室３よりも上流側にプラスチック接触材や濾過膜材を設けて、プラスチック接触材に付着して生息した微生物により雨水または生活排水等に含まれる汚泥成分が分解処理されるとともに、濾過膜材により濾過処理されるようにしてもよい。

さらに、上記浄化水貯留室４に濾過体や活性炭等を設けて、浄化水を濾過するとともに、脱色・脱臭処理を行ってもよい。

また、上記実施形態では、予め真珠層ｂを除去した貝殻を貝殻・珊瑚製接触材１４に収容する場合について示したが、上記のような加工をせずに貝殻をそのまま収容してもよい。この場合であっても、真珠層ｂは浄化装置１の稼動中に自然と除去されるので、予め真珠層ｂを除去した場合とほぼ同等の効果を得ることができる。

また、上記実施形態では、上記浄化水を植物等へ散水する場合とトイレの給水タンク１９に供給する場合について示したが、その他、農業用水や洗車用水や打ち水として等種々の用途に利用可能である。

本発明に係る浄化装置の実施形態を示す説明図である。本発明に係る浄化装置の断面図である。本発明に係る浄化装置の平面図である。貝殻接触材を構成する貝殻の断面図である。貝殻の真珠層を除去した状態を示す断面図である。上記実施形態の変形例を示す説明図である。

符号の説明

１浄化装置
２沈殿分離室
３接触処理室
４浄化水貯留室
５第一導入口
６第二導入口
７第三導入口
８切替手段
１４貝殻・珊瑚製接触材
１５散気管
１８給水手段
２０貯水量検出手段
２１制御手段
３０浄化水貯留タンク

Claims

雨水を段階的に浄化し、生成された浄化水を外部へ供給する浄化装置において、
建物に設置されている雨水集水桝や用水路に連設されて雨水を導入する第一導入口と、
トイレと台所の排水管と浴室の排水管の少なくとも一つの排出口に連設されて、該排出口から排出される生活排水を導入する第二導入口と、
上記第一導入口と第二導入口により導入された雨水および生活排水を沈殿分離処理する沈殿分離室と、
該沈殿分離室から導出された雨水に含まれる汚泥成分を微生物により分解処理するとともに、該雨水を中和してミネラル成分を供給する接触処理室と、
該接触処理室から導出された浄化水を貯留する浄化水貯留室と、
該浄化水貯留室内の浄化水を被給水部に供給する給水手段と、
上記第一導入口から導入される雨水と上記第二導入口から導入される生活排水との割合を調節して上記沈殿分離室に導出する調節手段とを備えたことを特徴とする浄化装置。
水道蛇口に連設されて、該蛇口から排出される水道水を導入する第三導入口を備え、
該第三導入口から上記沈殿分離室に導出される水道水の水量を上記調節手段によって調節することを特徴とする請求項１に記載の浄化装置。
上記浄化水貯留室と上記給水手段との間に、該浄化水貯留室から導出された浄化水を貯留する浄化水貯留タンクを備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の浄化装置。
上記浄化水貯留室、乃至、上記浄化水貯留タンクの貯水量を検出する貯水量検出手段と、
該貯水量検出手段の検出結果に基づいて上記調節手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする請求項３に記載の浄化装置。