JPH06498A - 高層建築物の循環水処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ 省力ポンプと気体圧による循環浄化処理をコ
ントロールコンピューターで制御することで、効率のよ
い浄化処理から高層建築物の廃水リサイクルを可能とす
る。 ［構成］環状ローター側面内からピストンを出入させて
液体を移送するポンプで建築物の廃水を一次濾過をさせ
ながら送液をする省力ポンプ手段と、該送液された一次
濾過水を気体で加圧することで、圧力タンク内並びに二
次濾過器内の生物処理及び化学処理を促しながら最上部
貯水槽まで押しあげる気体圧循環手段と、かつ前記の一
次濾過水を気体加圧環境内で落水させて発電をする水力
発電手段と、循環送液操作を電子制御により実行する循
環処理制御手段と、を設けたことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高層建築物の廃水を浄
化処理して再利用する浄化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】廃水処理の中で処理方法（特公平２−１
７２３８号公報参照）は、リン酸イオンを含有する有機
汚水を効率よく浄化し、廃水処理装置（特公平２−２５
６７９号公報参照）は、廃水を循環処理することで装置
を小型化にして、廃水処理の実用に供している。実用の
廃水処理装置は、廃水を生物処理後に膜透過で浄化する
平面な装置で、汲み上げや水圧など高低差に関わる問題
はなく実用上十分であった。

【０００３】しかし、個々の建築物ごとに廃水を浄化処
理してリサイクルする環境保全装置に供するときには、
建築物が高層になるほど水の使用量が多くなり浄化供給
も頻繁で、動力の電力費を軽減するため送液作業を電力
の余る夜間に集中させることから、膜透過も短時間で済
ませるので濾過器が大型になるなどの欠点があった。

【０００４】一般高層建築物の廃水を浄化処理して再利
用する場合において、この欠点は高層建築物の延面積が
広くなり消費水量が増すので、常に循環浄化して供給す
る必要から消費電気エネルギー量も多くなることや、建
築物の容積からあまり大きな濾過器を設置することもで
きず、廃水を効率よく経済的にリサイクルする浄化処理
装置の実用化には難しい問題があった。

【０００５】この改善策として、廃水を歯車ポンプ（特
開平成３−２１３６８４号公報参照）やネジポンプ（特
公昭６４−８１９３号公報参照）などの加圧もしくは負
圧により濾過器内を流動透過させ建築物の最上階へ送液
して、中上階層の使用済の廃水を地上まで落水させ水力
発電をすることで電力費を軽減する方法がある。しか
し、ポンプにより液体を直接加圧や負圧で送液する方法
は、送液の断続時に逆流動や圧力変化が発生しやすく濾
過器内のフィルター組織の吸着除去機能の低下や破損の
要因となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、高層建築物の廃水を浄化処理してリサイクルする
場合において障害となる、高圧ポンプで直接送液する循
環手段では経済的にも濾過器の機能からも効率のよい浄
化作業ができない点である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、高層建築物に
おける効率のよい廃水の浄化処理を可能とするため、環
状ローター側面内からピストンを出入させて液体を移送
するポンプで、建築物の廃水を一次濾過をさせながら送
液をする省力ポンプ手段と、該送液された一次濾過水を
気体で加圧することで、圧力タンク内並びに二次濾過器
内の生物処理及び化学処理を促しながら最上部貯水槽ま
で押しあげる気体圧循環手段と、かつ前記の一次濾過水
を気体加圧環境内で落水させて発電をする水力発電手段
と、循環送液操作を電子制御により実行する循環処理制
御手段と、を設けたことを最も主要な特徴とする。省力
ポンプと気体圧による循環浄化をコントロールコンピュ
ーターで制御する効率のよい廃水処理から、高層建築物
廃水の浄化リサイクルを可能にするという目的を小型な
構成で実現した。

【０００８】

【実施例】図１は、本発明の概略図である。また、図２
は、省力ポンプ手段のポンプ１実施例の断面図である。

【０００９】密閉な圧力タンク３１は生物処理タンクで
あり、貯水槽３２間までの水圧に等しい酸素圧力で水面
をタンク内部の位置に保ち、酸素圧力の供給はタンク上
部の流通口に連通する圧縮器２６により供給できるよう
にされ、一次濾過水は圧力タンク３１内及び二次濾過器
２３内で浄化された後貯水槽３２内へ流動し、ポンプ２
１により供給された圧力タンク３４内の上水は、圧力タ
ンク３１と同様に圧縮器２６により酸素加圧をされ貯水
槽３３内へ流動している。

【００１０】また、貯水槽３３内の上水は飲料用６０に
使用され、貯水槽３２内の浄化水はトイレ水洗用６２と
飲料以外用及び循環用６１に分けて使用されて、前記飲
料用６０からの廃水と飲料以外用及び循環用６１の廃水
は合流して循環経路の一次濾過器２２内へ流動させてい
るが、トイレ水洗用６２で使用された屎尿汚水を処理し
て再循環させる場合は、一般廃水に比べ生物処理の時間
や汚泥量に差があるため、別途の有機性処理槽へ流動さ
せ浄化後に圧力タンク３１内へ還元させる。

【００１１】また、一次濾過器２２並びにポンプ２０及
び動力４０からなる省力ポンプユニットが高層建築物内
に設置され、中上階層の一次濾過水を圧力タンク３０内
へ、下階層の一次濾過水は圧力タンク３１内へ、ともに
送液管先端にシャワーノズルを装着して酸素を溶存さ
せ、ＢＯＤ処理や曝気の効果を上げる送液をしている。

【００１２】また、圧力タンク３０内の酸素圧力は圧力
タンク３１内と同等になるよう圧縮器２５により酸素が
加圧供給され、圧力タンク３０内の一次瀘過水は開閉器
５０により貯水量調節と発電機３５の発電調節をしてい
る。圧力タンクに一次濾過水を貯水させることで停電時
などのバックアップができるようにし、圧力タンク３
０、３１を直接バイパス管で酸素圧を連通させる場合
は、圧縮器２６及び圧縮器２５のいずれか一方で供給す
る。

【００１３】そして、一次濾過器２２内部は微細粒子除
去用フィルターで、二次濾過器２３内部は、順次に生物
処理及び化学処理ができるよう多段に室区分され、各室
間の流通管部にはカートリッジ式の透過及び吸着除去の
各種フィルターを介し取り付けて、各種フィルター交換
の簡素化をはかっている。

【００１４】また、コントロールコンピユーター４５は
主に、各部所２２、２３、６０、６１、６２に取り付け
た水流速及び水圧センサーと、各部所３０、３１、３
２、３３、３４に取り付けた水位及び圧力センサーから
の値を入力して予め設定された値から倹知して制御信号
を、各部所４０、４１、４２、４３、５０のアクチュエ
ーターに出力して循環操作制御を実行している。

【００１５】図２は、省力ポンプ手段に用いるポンプの
１実施例で、ケーシング１内は環状ローター２と波形ロ
ーター５の一対が接合して噛み合い回転系を形成し、か
つ接合部を境に吸入口７と連通する負圧室９と、吐出口
８に連通する加圧室１０が形成され、ケーシング１内部
壁及び誘導壁１４と密着してローターが回転できるよう
にされている。

【００１６】環状ローター２は、円筒状で一端をケーシ
ング１の壁内部でベアリングを介して支持をされ、一端
はケーシング１の中壁でベアリングを介して支持をし、
さらに中壁を貫通し伝達室でギヤを接続され、波形ロー
ター５側のギヤ及び動力側ギヤと連動している。該環状
ローター２の側面６か所には、底部内よりバネを介しベ
ーン１１を押し出すようにそれぞれ取り付けた板状のピ
ストン３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ、３Ｆを内部から
放射状に出入できるようにシリンダー口１５を設け、か
つシリンダー口１５の内面には流通溝１７を設け液体の
流動ができるようにされている。

【００１７】また、前記環状ローター２の内部には、下
死点側（３Ｄ側）に流通溝１７を設けた支軸４が、環状
ローター２の回転軸線と並行し、上死点側（３Ａ側）の
環状ローター２の内壁に隣接するようにして、両端がケ
ーシング１に連結固定され、該支軸４の側面にベーン１
１を接合させたピストンはケーシング１内部側壁及び誘
導壁１４により挟み備えるようにされている。

【００１８】そして、波形ローター５は、環状ローター
２の上死点側（３Ａ側）のピストン先端の移動形跡同様
の波形状の液溝６を回転軸線に並行して６か所に設けら
れ、回転軸は環状ローター２の回転軸線と並行にして設
置され、軸の一端はケーシング１の壁内部にベアリング
を介して支持をされ、一端はケーシング１の中壁でベア
リングを介して支持をして、さらに中壁を貫通し伝導室
でギヤを接続され環状ローター２側のギヤ及び動力側ギ
ヤと連動している。

【００１９】また、ピストン３Ｂの行程は、環状ロータ
ー２内部が負圧になるため液体を吸入する行程であり、
ピストン３Ｃの行程は、ケーシング１の内壁と環状ロー
ター２の側面間に有る液体及び環状ローター２内部の液
体を加圧しているので、ピストン３Ｄ、３Ｅ、３Ｆには
圧力差がなくなり圧力差による摩擦抵抗が発生しないた
め環状ローター２内部の液体を吐出口８へ効率よく移送
でき、ピストン３Ａの行程は、波形ローター５の液溝６
と噛み合い液溝内部の液体をピストンで押し出す移送行
程であると同時にピストンの進行方向面では液溝６内部
が負圧となり吸入行程が開始され、ピストンの両面に作
用する液体圧の差からピストンの進行方向に力が働いて
いる。

【発明の効果】以上説明したように本発明の高層建築物
の循環水処理装置は、省力ポンプ手段に用いるポンプが
環状ローター側面内からピストンを出入させることで環
状ローターの負荷中心点が回転中心点に近づき、上死点
のピストンには常に液圧からの力がローターの回転方向
に作用する機能効果が優れた省力ポンプである。また、
気体圧循環手段を用いることで、圧力変化がないので一
定順行する廃水の通過速度が二次濾過器内の生物処理及
び化学処理を安定させ、透過及び除去の各種フィルター
の浄化機能が向上し、沈殿槽が不要から小型化され、加
圧気体の酸素供給が極少量ですみ、密閉された循環装置
から悪臭が漏れない。また、水力発電手段を用いること
で、省エネルギー効果があり経済的となり、循環処理制
御手段を用いることで、管理の自動化を推進するという
利点がある。また、起伏差が大きい地域の生活廃水や工
場廃水などを浄化リサイクルする環境保全に不可欠な用
途にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概略図を示した説明図である。

【図２】省力ポンプ手段のポンプ１実施例を示した説明
図である。

【符号の説明】

１ ケーシング ２ 環状ローター ３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ、３Ｅ、３Ｆ ピストン ４ 支軸 ５ 波形ローター ６ 液溝 ９ 負圧室 １０ 加圧室 １７ 流通溝 ２０、２１ ポンプ ２２ 一次瀘過器 ２３ 二次濾過器 ２５、２６ 圧縮機 ４５ コントロールコンピューター

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高層建築物の廃水を浄化処理して再利用
   する装置において、環状ローター側面内からピストンを
   出入させて液体を移送するポンプで建築物の廃水を一次
   濾過をさせながら送液をする省力ポンプ手段と、該送液
   された一次濾過水を気体で加圧することで、圧力タンク
   内並びに二次濾過器内の生物処理及び化学処理を促しな
   がら最上部貯水槽まで押しあげる気体圧循環手段と、か
   つ前記の一次濾過水を気体加圧環境内で落水させて発電
   をする水力発電手段と、循環送液操作を電子制御により
   実行する循環処理制御手段と、を設けたことを特徴とす
   る高層建築物の循環水処理装置
2. 【請求項２】 請求項１記載の省力ポンプ手段に用いる
   ポンプの回転系は、一方の環状ローターにはピストンを
   内部から放射状に側面数カ所に出入可能に備え、該環状
   ローターの内部にローターの回転軸線と並行する支軸を
   設け、かつ支軸の側面とピストン底部とが接合してな
   り、一方の波形ローターには側面部に波形の液溝を数カ
   所に備えて、前記二つのローターを噛み合わせてケーシ
   ング内部面と密着して形成することを特徴とする請求項
   １記載の高層建築物の循環水処理装置
3. 【請求項３】 請求項１記載の循環処理制御手段は、コ
   ントロールコンピューターが各部に備えるセンサーより
   入力する値と予め設定された値より倹知して制御信号を
   出力し、主に、ポンプ動力の出力アクチュエーターを操
   作する循環水量調節と、気体圧縮機動力の出力アクチュ
   エーターを操作する気体圧力調節と、を設けたことを特
   徴とする請求項１記載の高層建築物の循環水処理装置