JPH091171A - 排水循環浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 便器からのし尿を含んだ排水を生物学的に処
理する一またはそれ以上の生物学的分解手段と、該生物
学的分解手段によって処理された処理水を循環させて前
記便器の洗浄水として再利用する手段とを備えてなる循
環浄化装置であって、前記一またはそれ以上の生物学的
分解手段において好気性処理と嫌気性処理とが行なわれ
る、循環浄化装置。 【効果】 上記循環浄化装置においては、尿石の析出が
防止される。さらに、好気性処理と嫌気性処理が同一生
物学的分解手段で行なわれるようにすることで装置を小
型化することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の背景】発明の分野 本発明は、処理水を循環させて利用する循環浄化装置に
関し、さらに詳しくは列車、バスなどの移動体のトイ
レ、および建築現場、イベント会場などで利用される仮
設トイレのような、し尿排水を処理し、その処理水を循
環させて便器の洗浄水として利用する循環浄化装置に関
する。

【０００２】背景技術 トイレにおいて、便器および排水が流れる配管への尿石
の付着は配管の閉塞を生ずるおそれがあり好ましくな
い。また尿石を温床として微生物が繁殖し、その分解物
が分解、生成する物質がしばしば悪臭の原因となると考
えられている。とりわけ、排水を処理し、その被処理水
を循環させて再利用する循環型の浄化装置においては、
尿石の付着による弊害が顕著に現れることがある。

【０００３】尿石は、尿中の尿素がある種の微生物の作
用により分解されアンモニアとされ、このアンモニアに
よって便器内がアルカリ性となり、尿中のカルシウムが
リン酸塩や炭酸塩などとして便器内に付着成長すること
により形成されると考えられている。尿石の付着は流水
量の比較的小さな小便器においてとりわけ顕著である。

【０００４】この尿石の生成を抑えるために、例えば塩
素を生成するような殺菌剤を投入して微生物の生育を抑
制することが考えられる。しかしながら、その継続的投
入およびその量の制御など、簡便さに欠けるなどの課題
がある。

【０００５】

【発明の概要】本発明者らは、今般、生物学的にし尿を
分解する際、好気性処理と嫌気性処理とを交互に実施す
ることで、尿石の析出が有効に抑制されるとの知見を得
た。本発明はかかる知見に基づくものである。

【０００６】従って、本発明は、小型で、かつ尿石の析
出を容易に防止できる循環浄化装置の提供をその目的と
している。

【０００７】そして、本発明による循環浄化装置は、便
器からのし尿を含んだ排水を生物学的に処理する一また
はそれ以上の生物学的分解手段と、該生物学的分解手段
によって処理された処理水を循環させて前記便器の洗浄
水として再利用する手段とを備えてなる循環浄化装置で
あって、前記一またはそれ以上の生物学的分解手段にお
いて好気性処理と嫌気性処理とが行われるもの、であ
る。

【０００８】

【発明の具体的説明】本発明による循環浄化装置は、生
物学的に有機物を分解、低分子化する生物学的分解手段
が一またはそれ以上設けられてなる。そして、この生物
学的分解手段においては、好気性処理と嫌気性処理とが
行われる。ここで、この好気性処理と嫌気性処理とは同
一の生物学的分解手段によって行われてもよく、また好
気性処理を行う生物学的分解手段と、嫌気性処理を行う
生物学的分解手段とをそれぞれ別々に設けそれそれ処理
が行われてもよい。

【０００９】これら生物学的分解手段の具体的構成は、
好気性処理および嫌気性処理が行われる限り特に限定さ
れないが、好気性処理を行う生物学的分解手段として
は、例えば曝気手段を備えた活性汚泥が投入された活性
汚泥槽または微生物を担持した多孔床が挙げられ、また
嫌気性処理を行う生物学的分解手段としては微生物を嫌
気的担持した多孔質床が挙げられる。

【００１０】本発明による循環浄化装置によれば、処理
された処理水を循環させて再利用した際にあっても便器
や配管内に尿石の析出を有効に防止することができる。
以下の理論に拘束されることを意図するものではない
が、本発明における循環浄化装置において尿石の析出が
防止される理由は以下のように考えられる。上記したよ
うに尿石の原因は尿中の尿素から分解誘導されたアンモ
ニアにあると考えられるが、この尿素がまず好気性雰囲
気下でウレアーゼ産生菌の作用によりアンモニアまで分
解され、更に好気性雰囲気下で硝化菌により硝酸または
亜硝酸まで酸化される。続いて嫌気性雰囲気下において
この硝酸および亜硝酸は脱窒菌によって窒素ガスまで還
元される。このように尿石析出の原因となるアンモニア
を窒素ガスまで分解するので、アンモニア、アミンなど
の蓄積によるｐＨの上昇が抑制され、尿石の析出が有効
に抑制されるものと思われる。

【００１１】好気性処理と嫌気性処理とが一度づつ行わ
れる態様において好気性処理と嫌気性処理の実施の順序
は、尿石の析出が抑制される限り特に限定されないが、
好気性処理、嫌気性処理の順に行われるのが好ましい。
さらに本発明の好ましい態様によれば、好気性処理と嫌
気性処理がさらに何度か繰り返し行われることが好まし
い。好気性処理と嫌気性処理との繰り返しの実施は、例
えば一度の好気性処理および嫌気性処理の組み合わせの
処理が終了した後、処理水を循環させることで行うこと
ができる。

【００１２】さらに本発明の好ましい態様によれば、好
気性処理と嫌気性処理は同一の生物学的分解手段によっ
て行われるのが好ましい。この態様は複数の生物学的分
解手段を設けるよりも装置を小型化できる点で有利であ
る。具体的にこの態様は、曝気手段を備えた生物学的分
解手段において、曝気手段の運転を間欠的に行い、好気
性処理と嫌気性処理とを同一処理槽内において交互に行
うことで実施される。すなわち、好気的処理を行う場
合、曝気手段を作動させ、生物学的分解手段に酸素、実
用上は空気、を供給し、生物学的分解手段を好気的雰囲
気とする。その結果、生物学的分解手段における微生物
群、具体的には好気的微生物群が有機物を分解、低分子
化する。次に、嫌気性処理を行う場合には、曝気手段を
停止させるかまたは酸素を含まない気体を供給して、生
物学的分解手段を嫌気的雰囲気とする。この操作を交互
に行うことで、好気性処理と嫌気性処理とを同一槽内で
実施でき、かつ処理された処理水を循環させて再利用し
た際に便器や配管内に尿石の析出を有効に防止すること
ができる。

【００１３】この好気性処理と嫌気性処理の間隔は、採
用されている生物学的処理手段および処理量などの条件
を勘案して適宜決定されてよいが、本発明の好ましい態
様によれば、例えば２０分〜１２時間ごとに両処理が行
われるのが好ましく、より好ましくは３０分〜３時間で
ある。

【００１４】本発明による循環浄化装置の好ましい具体
例を、図面に基づいて説明する。

【００１５】図１は、本発明による循環浄化装置の模式
図である。図中の装置において、し尿は、便器１から入
り、流入される洗浄水とともに導管２を通って第１貯留
槽に至る。この第１貯留槽からし尿は多孔壁４によって
比較的大きな混入物（例えば、１０ｍｍ以上の大きさの
もの）が除かれる。

【００１６】その後、し尿は生物学的分解手段としての
生物処理槽６に至る。この生物処理槽６には、微生物を
担持した接触濾材７が置かれ、し尿はこの接触濾材７に
存在している微生物によって生物学的な分解処理を受け
る。本発明の別の態様によれば、この生物処理槽６は活
性汚泥が投入されて構成されていてもよい。生物処理槽
６の底部には、曝気装置が設けれられ、曝気装置５によ
り酸素を含む空気が送られる場合好気的な微生物による
分解を行うことが出来、また、この曝気装置５を作動さ
せずまたは曝気装置５によって窒素などの不活性ガスを
送り込むことで嫌気的な微生物による分解が行なわれ
る。その詳細は上記した通りである。

【００１７】処理水は、続いて固液分離手段８に至る。
この固液分離手段によって、処理水中の微少な汚泥粒子
などが取り除かれる。この固液分離手段８は、多孔質体
１８を充填して、濾床として構成されるのが好ましい。
多孔質体の具体例としては、スポンジ、ポリマー繊維の
不織糸、多孔質ガラス、セラミック、仮焼粘土などが挙
げられる。本発明の好ましい態様によれば、多孔質体１
８は直径２ｍｍ以上１２０ｍｍ以下の粒子であるのが好
ましい。固液分離手段は、多孔質体内および多孔質体間
に隙間を有し、排水はその隙間を流れる。その間、排水
に含まれる微少な汚泥粒子などの固形物は多孔質体内ま
たはその表面に吸着される。吸着された固形物は、その
一部は多孔質体に保持された微生物によって更に生物学
的に分解され、低分子化される。従って、前段の有機物
分解手段によって分解されなかった、または分解が不十
分であった有機物が処理水から取り除かれ、更に分解処
理される。

【００１８】固液分離処理された処理水は第２貯留槽９
に至る。第２貯留槽９に貯留された処理水はポンプ１０
によって殺菌装置１１に導入され、殺菌される。本発明
の好ましい態様によれば、この殺菌装置１１は、電気分
解装置とされてよい。この電気分解装置の拡大断面図を
図２として示す。ここで、２１および２２は電極であ
る。この電極には、電源２３によって電圧が印加され
る。電気分解を受けた処理水は導管１２を介して貯水槽
１３に洗浄水として溜め置かれる。電気分解により殺菌
を行う場合、処理水に微少な汚泥粒子などが存在してい
ると、電気分解の電極表面などに付着して電気分解効率
を低下させるおそれがある。従って、固液分離手段によ
る汚泥粒子除去の程度は、（ＭＬＳＳ）濃度が１１０℃
乾燥濃度として３kg／ｍ³ 程度以下であるのが好まし
く、より好ましくは１kg／ｍ³ 程度以下である。

【００１９】また、殺菌を電気分解によって行う場合、
第１貯留槽において、し尿と洗浄水の混合物は、曝気装
置５により撹拌混合するのが好ましい。撹拌混合によ
り、洗浄水に残留している次亜塩素酸およびそれ由来の
遊離塩素は、し尿由来の有機物と反応するなどして、後
段の生物処理槽６に存在する微生物に悪影響を与えない
程度の濃度まで低下されるからである。

【００２０】運転を続けた結果、固液分離槽８の多孔質
体の空隙は固形物によって徐々に埋まる。その一部は多
孔質体に保持された微生物によって分解されるが、その
速度以上に多孔質体の空隙を固形物が塞いでしまい、浄
化効率が低下した場合にまたは低下する前に、例えばポ
ンプ１０を作動させ、水流を逆に流し、逆洗することが
好ましい。また、固液分離手段の下部に曝気装置を設け
て、曝気による気泡およびその上昇に伴う上昇水流によ
り多孔質体を洗浄する態様も好ましい。また、多孔質体
１８が粒子形状である場合、その流動により、多孔質体
１８は互いに離れ、独立して移動可能な状態とされる。
その間に多孔質体間にまたは多孔質体内もしくはその表
面に付着している固形物が多孔質体から離れる。この操
作により、固形物が塞いだ固液分離槽の間隙が回復さ
れ、固液分離手段８の固液分離機能を回復させることが
出来る。

【００２１】図中で１４はドレン口であり、洗浄が行わ
れる場合は、ここから内部の水を抜くことが出来る。す
なわち、運転開始時には清水であるが、その後運転によ
り装置の処理水浄化効率が低下してしまった場合には、
ドレン口１４により汚水を放出する。その後、清水を入
れることで使用を再開できる。

【００２２】

【実施例】図３に記載の装置を用意し、以下の実験を行
った。図３の装置において、分解槽３１は、１０リット
ル量の槽であり、活性汚泥３ｋｇ／ｍ³ を投入して構成
した。この分解槽３１には、注入管３２により被処理水
を添加でき、さらにその底部に曝気装置３３が設けられ
てなる。この曝気装置３３は、ブロアー３４から空気を
送り込むことで分解槽３１を曝気できる。この分解槽３
１の処理水は、採水管３５を介してポンプ３６により固
液分離槽３７に移送される。この固液分離槽３７は１０
ｍｍ径のビーズを充填して構成した。この固液分離槽３
７で固液分離された処理水はポンプ３９により貯留槽４
０に溜め置かれる。そして、循環ポンプ４１により注水
管４２を介して分解槽３１に再度移される。

【００２３】以上の装置において、以下のような間欠曝
気による排水浄化運転を行った。まず、注入管３２より
尿を２０ｍｌ／時の量添加した。また、曝気装置３３を
２０分間作動させ、その後運転を４０分間停止するよう
にして間欠曝気を行った。曝気する空気量は１リットル
／分とし、また分解槽の温度は２０℃とした。さらにポ
ンプ３６、３８、および４１の移送水量を調節して、注
水管４２から尿の２０倍量の循環水を分解槽３１に注入
した。運転中、固液分離槽３７の圧力損失が０．３ｋＰ
ａ以上となった際には、ポンプ３９を逆転させて、貯留
槽４０の水を固液分離槽３７に注水する逆洗運転を行っ
た。以上の運転を１週間続けて行った。その後、採水管
３５、注水管４２における尿石の析出の有無、貯留槽３
９中の水のｐＨおよびその臭気を調べた。

【００２４】また、曝気装置３３を１週間連続して作動
させた以外は同様の条件で排水浄化運転を行った。そし
て、尿石の析出の有無、処理水のｐＨおよびその臭気を
調べた。

【００２５】その結果は、次の表に示されるとおりであ
った。

【００２６】 尿石 ｐＨ 臭気 間欠曝気運転 なし ７．２ 特になし連続曝気運転 あり ９．５ アンモニア、アミン臭あり

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による循環浄化装置の模式図である。

【図２】図１の装置の電気分解部の拡大断面図である。

【図３】実施例において用いた装置を示す図である。

【符号の説明】

１ 便器 ２ 導管 ３ 第１貯留槽 ４ 多孔壁 ５ 曝気装置 ６ 生物処理層 ７ 多孔床 ８ 固液分離手段 ９ 第２貯留槽 １０ ポンプ １１ 電気分解部 １８ 多孔質体

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】便器からのし尿を含んだ排水を生物学的に
   処理する一またはそれ以上の生物学的分解手段と、 該生物学的分解手段によって処理された処理水を循環さ
   せて前記便器の洗浄水として再利用する手段とを備えて
   なる循環浄化装置であって、 前記一またはそれ以上の生物学的分解手段において好気
   性処理と嫌気性処理とが行われる、排水循環浄化装置。
2. 【請求項２】好気性処理と嫌気性処理とが同一の生物学
   的分解手段において行われる、請求項１記載の循環浄化
   装置。
3. 【請求項３】前記生物学的手段が曝気手段を有してな
   り、かつ該曝気手段を間欠運転することによって好気性
   処理と嫌気性処理とを交互に行う、請求項２記載の循環
   浄化装置。
4. 【請求項４】好気性処理と嫌気性処理とが異なる生物学
   的分解手段において行われる、請求項１記載の循環浄化
   装置。
5. 【請求項５】前記生物学的分解手段の下流に設けられ
   た、前記生物学的分解手段によって処理された処理水を
   固液分離する固液分離手段を更に備えてなる、請求項１
   〜４のいずれか一項に記載の循環浄化装置。
6. 【請求項６】便器が小便器である、請求項１〜５のいず
   れか一項に記載の循環浄化装置。
7. 【請求項７】便器からのし尿を含んだ排水を生物学的に
   嫌気的に処理し、続いて生物学的に好気的に処理し、ま
   たは逆の順に処理し、さらに場合によって得られた処理
   水を生物学的に嫌気的または好気的に処理し、その後処
   理水を便器の洗浄水として利用することを含んでなる、
   方法。