JP5364863B1 - 循環水利用システムの浄化装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】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の浄化装置8であって、排出水を浄化する一連の浄化工程を3以上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第1処理槽41を複数含む第1処理槽群41Gと、次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第2処理槽42を複数含む第2処理槽群42Gと、次々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第3処理槽43を複数含む第3処理槽群43Gと、これら処理槽を夫々取り外し自在に収容するためのコンテナ収容体50と、を有し、第1処理槽と第2処理槽とを接続する第1−2接続管44と、第2処理槽と第3処理槽とを接続する第2−3接続管45とで管径、継手構造、及び配管色の何れか一つが異なっている。
【選択図】図16
Description
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、公共の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。
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の浄化装置であって、
前記循環水利用システムは、
循環水が流れる閉ループ状の循環流路と、
前記循環流路に接続して設けられ、前記循環流路を流れる循環水を生活用水として使用する、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水する排出流路と、
前記循環流路に接続して設けられ、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装置と、
前記循環流路に接続して設けられ、前記浄化装置で浄化された循環水を前記生活用水として前記水需要体に供給する供給流路と、を備え、
前記浄化装置は、
前記排出水を浄化する一連の浄化工程を3以上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第1処理槽、を複数含む第1処理槽群と、
前記複数の処理工程の内、前記第1処理槽で行われる処理工程の次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第2処理槽、を複数含む第2処理槽群と、
前記複数の処理工程の内、前記第2処理槽で行われる処理工程の次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第3処理槽、を複数含む第3処理槽群と、
前記第1処理槽、前記第2処理槽、及び前記第3処理槽を夫々取り外し自在に収容するためのコンテナ収容体と、
前記第1処理槽と前記第2処理槽とを接続する接続する第1−2接続管と、
前記第2処理槽と前記第3処理槽とを接続する接続する第2−3接続管と、を少なくとも有するとともに、
前記第1−2接続管と前記第2−3接続管とで、少なくとも接続部の管径、継手構造、及び配管色の何れか一つが異なっている。
前記第1処理槽、前記第2処理槽、及び前記第3処理槽の各々のコンテナは、同一の外形状からなり、
前記コンテナ収容体は、台座面と、前記第1処理槽、前記第2処理槽、及び前記第3処理槽が嵌挿される、前記台座面に形成される複数の矩形状の凹部とを有し、
前記複数の凹部は、前記台座面の一方向及び該一方向と直交する他方向に夫々列をなして複数形成され、前記一方向に配列される前記複数の凹部間には、隣接する凹部間を連通する通水孔が形成されており、
前記一方向に配列される前記複数の凹部には、同一の処理工程を行う複数の処理槽が夫々嵌挿され、
前記他方向に配列されている前記複数の凹部には、前記第1処理槽、前記第2処理槽、及び前記第3処理槽がこの順番で配列されるように嵌挿されるとともに、
前記同一の処理工程を行う複数の処理槽は、前記通水孔を介して通水可能に接続される。
前記第1処理槽、前記第2処理槽、及び前記第3処理槽の各々のコンテナの側面には、前記第1処理槽、前記第2処理槽、及び前記第3処理槽とで夫々異なる位置に前記通水孔と接続する開口部が形成されるとともに、
前記通水孔が、前記第1処理槽、前記第2処理槽、及び前記第3処理槽が嵌挿される前記凹部毎に夫々異なる位置に形成されており、該凹部に対応する処理槽が嵌挿されたときだけ、前記開口部と前記通水孔とが接続するように構成されている。
前記第1処理槽、前記第2処理槽、及び前記第3処理槽の各々のコンテナの側面には、前記第1処理槽、前記第2処理槽、及び前記第3処理槽とで夫々異なる位置に前記凹部の開口縁に形成されている嵌合凹部と嵌合する嵌合凸部が形成されるとともに、
前記嵌合凹部が、前記第1処理槽、前記第2処理槽、及び前記第3処理槽が嵌挿される前記凹部毎に夫々異なる位置に形成されており、
前記凹部に対応する処理槽が嵌挿されたときだけ、前記嵌合凸部と前記嵌合凹部とが嵌合し、前記凹部に対応する処理槽が嵌挿されるように構成されている。
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の浄化装置に対する水需要体からの信頼を高めることができる。
前記第1処理槽、前記第2処理槽、及び前記第3処理槽の内の2つは、前記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、前記排出水をろ過処理する高度処理槽、からなり、
前記汚泥分離処理槽から排出される被処理水を前記水需要体に中水として供給する中水供給路をさらに備える。
このような実施形態によれば、第1処理槽群、第2処理槽群、及び第3処理槽群の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。
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。
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。
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。
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及び飲用水使用料金を算出する手段である。
課金手段10は、排出水量計測手段18a、飲用水量計測手段18b、循環水使用料金算出部10A、及び飲用水使用料金算出部10B、を備える。
このような実施形態によれば、小口水需要体の各々から排出される排出水量に基づいて個別に循環水利用料金を算出するため、各小口水需要体の利用実績に応じた公平性の高い課金システムとすることが出来る。
このような実施形態によれば、小口水需要の各々から排出される排出水量を夫々計測する必要がなく、排出水量計測手段18aを例えば一つの流量計18a1などから構成することが出来るため、排出水量計測手段18aの構成を簡素化することが出来る。
この場合の飲用水供給手段14は、飲用水送水管14a、飲用水タンク14b、蛇口14d、及び飲用水タンク14bからの飲用水の供給を制御する飲用水タンク制御ユニット20からなる。この飲用水タンク制御ユニット20における飲用水の供給制御は、小口需要体の各々が保持しているICカードに記憶されている識別情報に基づいて行われる。
また、飲用水タンク制御ユニット20は、上記カード保持者識別情報、及び累積供給量情報、を読み込み可能な読込手段20Aと、飲用水タンク14bからの飲用水の供給の可否を制御する許可手段20Bと、ICカード20aに記憶されている累積供給量情報を更新する更新手段20Cと、を有する。
図13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13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。
なお、以下の説明では、浄化手段8を構成するコンテナ式処理槽を例に説明するが、飲用水生成手段12を構成するコンテナ式処理槽についても適用可能である。
図14に示したように、第1処理槽41、第2処理槽42、及び第3処理槽43の夫々は、コンテナ収容体50に取り外し自在に収容される。そして、第1処理槽41と第2処理槽42とは、第1−2接続管44によって接続される。また、第2処理槽42と第3処理槽とは、第2−3接続管45によって接続される。
また上記実施形態において、第1−2接続管や第2−3接続管に対してアダプタを接続し、異なる管径に対して接続可能とすることで、例えば、第1処理槽と第3処理槽とを接続するなどの特殊な組み合わせにも柔軟に対応することが出来る。
幾つかの実施形態では、図16に示したように、上記第1処理槽41、第2処理槽42、及び第3処理槽43の各々のコンテナは同一の外形状からなる。そして、図17に示したように、コンテナ収容体50は、台座面50aと、台座面50aに形成される複数の矩形状の凹部51,52,53とを有している。しかも、上記複数の凹部は、図17に示したように、台座面50aの一方向及び該一方向と直交する他方向に夫々列をなして複数形成され、一方向に配列される複数の凹部の間には、隣接する凹部間(凹部51aと51b、凹部52aと凹部52b、凹部53aと凹部53b)を連通する通水孔54,55,56が形成されている。そして、図16に示したように、上記一方向に配列される複数の凹部には、同一の処理工程を行う複数の処理槽(第1処理槽群41Gを構成する複数の第1処理槽41a,41b,41c、第2処理槽群42Gを構成する複数の第2処理槽42a,42b,42c、又は第3処理槽群43Gを構成する複数の第3処理槽43a,43b,43c)が夫々嵌挿される。上記他方向に配列されている複数の凹部には、第1処理槽41、第2処理槽42、及び第3処理槽43がこの順番で配列されるように嵌挿される。そして、上記同一の処理工程を行う複数の処理槽は、通水孔54,55,56を介して通水可能に接続される。
また、第1処理槽41aが嵌挿される凹部51aの嵌合凹部57は、開口縁の手前側の位置に形成されている。第2処理槽42aが嵌挿される凹部52aの嵌合凹部58は、開口縁の真ん中の位置に形成されている。第3処理槽43aが嵌挿される凹部53aの嵌合凹部59は、開口縁の奥側に形成されている。
図18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18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。
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。
幾つかの実施形態では、図18及び図19に示したように、第1処理槽41、第2処理槽42、及び第3処理槽43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。
このような実施形態によれば、第1処理槽群41G、第2処理槽群42G、及び第3処理槽群43Gの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。
このような実施形態によれば、第1処理槽群41G、第2処理槽群42G、及び第3処理槽群43Gの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。
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。
幾つかの実施形態では、図22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、遮断弁30の作動を制御する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、遮断弁制御ユニット30aが、常時は開弁している遮断弁30を作動させて水道水の導水を遮断する。
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、遮断弁制御ユニット30aが遮断弁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。
幾つかの実施形態では、図23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。
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。
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。
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(浄化装置)
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
14d 蛇口
16 水道水導水管
18a 排出水量計測手段(流量計)
18b 飲用水量計測手段(流量計)
18c 生活用水量計測手段(流量計)
20 飲用水タンク制御ユニット
20a ICカード
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 遮断弁
30a 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
41 第1処理槽、
41G 第1処理槽群
42 第2処理槽
42G 第2処理槽群
43 第3処理槽
43G 第3処理槽群
44 第1−2接続管、
45 第2−3接続管
50 コンテナ収容体
50a 台座面
51 凹部
54、55、56 通水孔
54a、55a、56a 開口部
57、58、59 嵌合凹部
57a、58a、59a 嵌合凸部
Claims (7)
- 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の浄化装置であって、
前記循環水利用システムは、
循環水が流れる閉ループ状の循環流路と、
前記循環流路に接続して設けられ、前記循環流路を流れる循環水を生活用水として使用する、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水する排出流路と、
前記循環流路に接続して設けられ、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装置と、
前記循環流路に接続して設けられ、前記浄化装置で浄化された循環水を前記生活用水として前記水需要体に供給する供給流路と、を備え、
前記浄化装置は、
前記排出水を浄化する一連の浄化工程を3以上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第1処理槽、を複数含む第1処理槽群と、
前記複数の処理工程の内、前記第1処理槽で行われる処理工程の次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第2処理槽、を複数含む第2処理槽群と、
前記複数の処理工程の内、前記第2処理槽で行われる処理工程の次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第3処理槽、を複数含む第3処理槽群と、
前記第1処理槽、前記第2処理槽、及び前記第3処理槽を夫々取り外し自在に収容するためのコンテナ収容体と、
前記第1処理槽と前記第2処理槽とを接続する接続する第1−2接続管と、
前記第2処理槽と前記第3処理槽とを接続する接続する第2−3接続管と、を少なくとも有するとともに、
前記第1−2接続管と前記第2−3接続管とで、少なくとも接続部の管径、継手構造、及び配管色の何れか一つが異なっている、
循環水利用システムの浄化装置。 - 前記第1処理槽、前記第2処理槽、及び前記第3処理槽の各々のコンテナは、同一の外形状からなり、
前記コンテナ収容体は、台座面と、前記第1処理槽、前記第2処理槽、及び前記第3処理槽が嵌挿される、前記台座面に形成される複数の矩形状の凹部とを有し、
前記複数の凹部は、前記台座面の一方向及び該一方向と直交する他方向に夫々列をなして複数形成され、前記一方向に配列される前記複数の凹部間には、隣接する凹部間を連通する通水孔が形成されており、
前記一方向に配列される前記複数の凹部には、同一の処理工程を行う複数の処理槽が夫々嵌挿され、
前記他方向に配列されている前記複数の凹部には、前記第1処理槽、前記第2処理槽、及び前記第3処理槽がこの順番で配列されるように嵌挿されるとともに、
前記同一の処理工程を行う複数の処理槽は、前記通水孔を介して通水可能に接続される、
請求項1に記載の循環水利用システムの浄化装置。 - 前記第1処理槽、前記第2処理槽、及び前記第3処理槽の各々のコンテナの側面には、前記第1処理槽、前記第2処理槽、及び前記第3処理槽とで夫々異なる位置に前記通水孔と接続する開口部が形成されるとともに、
前記通水孔が、前記第1処理槽、前記第2処理槽、及び前記第3処理槽が嵌挿される前記凹部毎に夫々異なる位置に形成されており、該凹部に対応する処理槽が嵌挿されたときだけ、前記開口部と前記通水孔とが接続するように構成されている、
請求項2に記載の循環水利用システムの浄化装置。 - 前記第1処理槽、前記第2処理槽、及び前記第3処理槽の各々のコンテナの側面には、前記第1処理槽、前記第2処理槽、及び前記第3処理槽とで夫々異なる位置に前記凹部の開口縁に形成されている嵌合凹部と嵌合する嵌合凸部が形成されるとともに、
前記嵌合凹部が、前記第1処理槽、前記第2処理槽、及び前記第3処理槽が嵌挿される前記凹部毎に夫々異なる位置に形成されており、
前記凹部に対応する処理槽が嵌挿されたときだけ、前記嵌合凸部と前記嵌合凹部とが嵌合し、前記凹部に対応する処理槽が嵌挿されるように構成されている、
請求項2に記載の循環水利用システムの浄化装置。 - 前記供給流路を流れる生活用水の水質を監視する循環水監視手段と、該循環水監視手段における監視結果を前記水需要体に対して報知する報知手段と、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浄化装置。 - 前記第1処理槽、前記第2処理槽、及び前記第3処理槽の内の2つは、前記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、前記排出水をろ過処理する高度処理槽、からなり、
前記汚泥分離処理槽から排出される被処理水を前記水需要体に中水として供給する中水供給路をさらに備える、
請求項1に記載の循環水利用システムの浄化装置。 - 前記第1処理槽群、前記第2処理槽群、及び前記第3処理槽群の各々における処理槽の稼働率を遠隔監視する処理槽監視手段をさらに備える、
請求項1に記載の循環水利用システムの浄化装置。
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