JPWO2009060510A1

JPWO2009060510A1 - 水槽装置

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Publication number: JPWO2009060510A1
Application number: JP2009511282A
Authority: JP
Inventors: アデルアーメドアボアルナジャメトワリ
Original assignee: Metwally adel Ahmmed Abo Alnajah
Current assignee: Metwally adel Ahmmed Abo Alnajah
Priority date: 2007-11-06
Filing date: 2007-11-06
Publication date: 2011-03-17
Anticipated expiration: 2027-11-06
Also published as: CA2674150A1; JP4355773B2; WO2009060510A1; AU2007361393A1; US20100230337A1

Abstract

廃水を集める第１タンク１００と、雨水及び地下水を集める第２タンク２００と、第１タンク１００及び第２タンク２００の下流側に連結された第３タンク３００と、地上の高い位置に設置されて第３タンク３００の下流側に連結され、貯留された水を使用水として供給する第４タンク４００とを備え、第１タンク１００及び第２タンク２００は、第１領域１０２，２０２と第２領域１０３，２０３とに区画され、第２領域１０３，２０３には、その上流側上部から下部に向って水を流す傾斜路を設け、傾斜路に多数の突起を装着する。

Description

本発明は、浄水機能を有する水槽装置に関する。

近年、地球温暖化等の影響により、雨が降らず乾燥して水不足に陥っている地域が全世界的に増加している。このような地域では、水を得るための戦争さえ起こりかねず、生活水や農業用灌漑水を確保するために、水を無駄にしないよう有効利用することが急務となっている。
従来、砂漠地帯等では、海水を真水化して灌漑に利用する技術が知られているが、このような処理を行うには莫大な費用がかかり、貧しい国や地域で実用化するのは困難であった。

また、厨房排水等の廃水に、汚水処理後の処理水のような比較的清澄な水を混合して処理する汚水処理装置が公知である（特許文献１参照）。
しかし、この技術は、廃水の汚れを規格以下まで低減して放流するものであって、処理した水を再利用することはできなかった。
さらに、河川水等から腐植質やリン成分を除去し、生活水として利用する河川水等の浄化装置も知られている（特許文献２参照）。
しかし、この装置は、電解槽のような高価な設備が必要であり、凝集剤となる金属化合物を添加しなければならないので、高額な処理費用がかかった。

特開２００７−１０５７２０号公報特開２００５−２４６２３８号公報

本発明が解決しようとする課題は、一度利用した後の廃水、地下水、雨水等の様々な水を一括して処理し、灌漑用水等として利用可能にし、しかも、複雑な機械や科学的処理を必要とせず、設備費やランニングコストを大幅に低減できる水槽装置を提供することにある。

本発明の水槽装置は、廃水を集める第１タンクと、雨水及び地下水を集める第２タンクと、前記第１タンク及び第２タンクの下流側に連結され、前記第１タンク及び第２タンクから流入した水を混合する第３タンクと、該第３タンクよりも上方において地上の高い位置に設置され、前記第３タンクの下流側に連結されると共に、貯留された水を使用水として供給する第４タンクとを備え、前記第１タンク及び第２タンクは、上流側上部から水が流入し、下流側上部から水が排出される第１領域と、前記第１領域を通過した水が上流側上部から流入し、下流側下部から前記第３タンクへ水が排出される第２領域とに区画され、前記第２領域には、その上流側上部から下部に向って水を流す傾斜路を設けると共に、該傾斜路に多数の突起を装着してある。

本発明は、次の構成を採用しても良い。
前記第３タンクに濾剤を充填した構成。
前記第３タンクに河川水が流入する構成。
前記突起が、前記傾斜路の最上流側に設けられた多数の空隙を有するセメント片と、該セメント片より下流側にジグザグ状に配置され、高い側へ凹に湾曲している湾曲突起とから成る構成。
前記第１タンクの第１領域を上下に区画する棚を設け、前記第１領域へ流入する水をいったん前記棚の下方へ導入すると共に、棚の上方を通して前記第２領域へ水を排出し、前記棚の上面に複数の起立壁と垂下壁とを上流側から下流側に向かって交互に並べて、前記起立壁の上方と垂下壁の下方とを通過する流路を形成し、前記棚にその上下を連通する複数の透孔を形成し、該透孔を開閉可能とした構成。

前記第２タンクの第１領域の下流側半部に棚を張り出し、この棚の上方を通して第２領域へ水を排出し、前記下棚にその上下を連通する透孔を形成すると共に、該透孔を開閉可能とした構成。
前記第２タンクの第２領域の底部寄り側面を、地下水が進入する透水面とし、該透水面の外側をろ過層で被覆した構成。
前記透孔を浮遊体によって下方から閉鎖可能とした構成。
前記第１タンク及び第２タンクにそれぞれ付属して、第１領域の底部からくみ上げた沈殿物を貯留する保守室を設け、該保守室に貯めた沈殿物を処理工程へ排出する構成。

請求項１に係る発明によれば、家庭等から排出される廃水、雨水、地下水等の様々な水を一括して処理し、農業用水、生活用水等として利用可能な多量の水が得られる。
また、汚れている廃水と、それほど汚れていない雨水及び地下水とをいったん別々にし、水に含まれている重い夾雑物を沈殿させて取り除いてから、軽い夾雑物を突起に引っ掛けて除去した後、第３タンクで混合しているので、第１タンク及び第２タンクにおいては汚れの程度に応じた処理を行える。
さらに、科学的処理や複雑な装置が不要なので、多量の水を処理してもコストを大幅に低減することが可能である。
また、処理後の使用可能な水は、地上の高い位置に設置された第４タンクに貯めておくので、貯蔵中に人間や生き物によって汚される心配が無く、第３タンクからの揚水を制御することによって、第４タンクの貯水量を調整できる。

請求項２に係る発明によれば、汚れた水であってもさらに確実に浄化し、より高い純度を要求される用途にも使用することができる。
請求項３に係る発明によれば、河川水も浄化して利用することができる。
請求項４に係る発明によれば、第１領域を通過した水に含まれる汚染物質をセメント片で吸着して除去すると共に、軽い挟雑物を湾曲突起に引っ掛けて効率良く取り除くことができる。
請求項５及び６に係る発明によれば、棚の上方を通過する間に、水に含まれる重い夾雑物を沈殿させ、沈殿した夾雑物を透孔を通して落下させることにより除去することができる。

請求項７に係る発明によれば、第２タンク近傍の地下水を、ろ過層で浄化して利用することが可能となる。
請求項８に係る発明によれば、棚の上方から除去された沈殿物が多くなると、浮遊体が落下して透孔が開放されるので、適正な時期に自動的に沈殿物を落下させることができる。
請求項９に係る発明によれば、第１タンク及び第２タンクの第１領域からくみ上げた多くの水を含む沈殿物をいったん保守室に溜め、水分を減らしてから梱包、移送等を行うことができるので、沈殿物の処理が容易となる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、本発明の水槽装置は、家庭、学校、公共施設等から排出された生活廃水等の廃水を集める第１タンク１００と、雨水及び地下水を集める第２タンク２００と、第１タンク１００及び第２タンク２００の下流側に連結され、第１タンク１００及び第２タンク２００から流入した水を混合する第３タンク３００と、第３タンク３００の下流側に連結され、その内部に貯留された水を使用水として供給する第４タンク４００とを備える。

第１タンク１００は、廃水が漏れて周囲を汚染しないように密閉されたコンクリート製の箱体より成り、図２及び図３に示すように、隔壁１０１によって、上流側上部から水が流入し、下流側上部から水が排出される第１領域１０２と、第１領域１０２を通過した水が上流側上部から流入し、下流側下部から第３タンク３００へ水が排出される第２領域１０３とに区画されている。
第１領域１０２は、その上部寄りに設けられた棚１０４によって上下に区画され、第１タンク１００に流入する廃水は、棚１０４を貫通する導水パイプ１０５を通して棚１０４の下方へ導入されている。

棚１０４の上流寄りには、深い溝部１０６が形成され、溝部１０６の側面には棚１０４の下方空間に開口する分岐路１０７が形成されている。従って、棚１０４の下方へ導入された水は、水量が増えると、分岐路１０７及び溝部１０６を通って棚１０４の上方へ流入するようになっている。
また、棚１０４は溝部１０６から下流側に向って次第に低くなるよう傾斜している。そして、この傾斜した部分の上方には、図４に示すように、複数の起立壁１０８と垂下壁１０９とを上流側から下流側に向かって交互に並べてあり、起立壁１０８の上方と垂下壁１０９の下方とを通過する流路が形成されている。

棚１０４の上面に臨んで、隔壁１０１には排水口１１０が形成され、棚１０４の上方の流路を通った水は、排水口１１０から第２領域１０３へ流れ込む。
また、溝部１０６の底及び棚１０４には、開閉可能な複数の透孔１１１が形成される。図９及び図７に示すように、透孔１１１の上部は、上端側が径大のテーパー孔であり、沈殿物が透孔１１１の下部に集まるようになっている。
さらに、透孔１１１の下端には、その下面開口部に着脱可能に嵌合される浮遊体１１２がそれぞれ連結される。第１領域１０２が空或いは水量が少ないときは、浮遊体１１２が下方へぶら下がって透孔１１１は開放されているが（図６）、棚１０４の下方に水が充満すると、水圧によって押し上げられた浮遊体１１２が透孔１１１に嵌合し、透孔１１１は下方から閉鎖される（図７）。

第２領域１０３には、図２及び図３に示すように、その上流側上部に形成された排水口１１０から下部に向って、複数段に折り返しながら水を流す傾斜路１１３が設けられる。最上段の傾斜路１１３は、排水口１１０から下流に向っていったん高くなってから次第に低くなる山形に形成される。
山形の頂部は排水口１１０の上端よりも高く、起立壁１０８の上端とほぼ同じ高さになっており、一気に多量の水が傾斜路１１３を流れ落ちないようにしてある。

また、傾斜路１１３の上面には多数の突起１１４が装着される。突起１１４は、傾斜路１１３の最上流側に設けられた多数の空隙を有するセメント片１１５と、セメント片１１５より下流側に設けられた湾曲突起１１６とから成る。
湾曲突起１１６は、低価格で容易に修理交換できるセメント素材より成り、図５に示すように、上流側へ凹に湾曲している。また、湾曲突起１１６は、その間を水が直線状に流れ落ちないようジグザグ状に配置されている。

また、図３及び図１に示すように、第２領域１０３には、その底部から外部へ延びるパイプ１１７が連結され、パイプ１１７の途中に設けられたポンプ１２１を駆動すると、第２領域１０３の底部にたまった水がパイプ１１７を通して第３タンク３００へ向けて送り出される。
さらに、第１タンク１００の天板には、保守・点検のための開口部１１８が形成され、この開口部１１８は蓋で被覆してある。

第２タンク２００は、コンクリート製の箱体より成り、少なくとも地下１ｍの深さに埋設される。第２タンク２００の設置場所としては、雨水を集めやすい場所、地下水位の比較的高い場所が適している。
図８及び図９８に示すように、第２タンク２００は、隔壁２０１によって、上流側上部から導水パイプ２０５を通して水が流入し、下流側上部から水が排出される第１領域２０２と、第１領域２０２を通過した水が上流側上部から流入し、下流側下部から第３タンク３００へ水が排出される第２領域２０３とに区画されている。
第１領域２０２には、集められた雨水、地下水脈からひいた地下水等が導水パイプ２０５を通して流入する。

第１領域２０２の上部寄りの下流側半部には棚２０４が張り出し、棚２０４の先端寄りには、第１タンク１００のものと同様の溝部２０６及び分岐路２０７が形成されている。
棚２０４は、溝部２０６から下流側に向って次第に高くなるよう傾斜しており、隔壁２０１には棚２０４の上面に臨んで排水口２１０が形成されている。
第１タンク１００と同じく、溝部２０６の底には透孔２１１が形成され、この透孔２１１は浮遊体２１２によって下方から閉鎖できるようになっている。
なお、第２タンク２００に流入する水は、第１タンク１００へ集められる廃水に比べて汚れていないので、棚２０４の上方には起立壁及び垂下壁による複雑な流路は形成されていない。

棚２０４の上面に臨んで、隔壁２０１には排水口２１０が形成され、排水口２１０を通して水が第１領域２０２から第２領域２０３へ流れ込む。
第２領域２０３には、排水口２１０から底部寄りに亘って、第１タンク１００の傾斜路１１３と同様の傾斜路２１３が設けられ、傾斜路２１３の上面には、セメント片１１５及び湾曲突起１１６と同様のセメント片２１５及び湾曲突起２１６より成る突起２１４が装着されている。
第２領域２０３の底は、傾斜路２１３の下端及び第１領域２０２の底よりも深く形成され、第２領域２０３の底部寄り側面は金網を張った透水面２１９となっている。

また、透水面２１９の外側をろ過層２２０で被覆してあり、地下水がろ過層２２０及び透水面２１９を通して第２領域２０３の底部に進入する。
そして、第２領域２０３の底部には外部へ延びるパイプ２１７が連結され、ポンプ２２１を駆動すると、第２領域２０３の底部から第３タンク３００へ向けて水が送り出される。
さらに、第２タンク２００の天板には、保守・点検のための開口部２１８が形成され、この開口部２１８は蓋で被覆してある。

第３タンク３００は、コンクリートを素材とした箱体より成り、その上面は閉鎖されていても開口していても良い。図１０に示すように、第３タンク３００の上面が閉鎖されている場合は、天板に保守点検のための開口部３１８が形成される。
また、本実施例では、第３タンク３００は、その上面が地表に表れるよう地中に埋設され、第３タンク３００の外面は保護のためにワイヤフェンス等の保護層３２２で被覆してある。

図１に示すように、第３タンク３００の一側には、第１タンク１００から延びるパイプ１１７及び第２タンク２００から延びるパイプ２１７が連結され、第３タンク３００の他側には揚水パイプ３１７が連結されている。
揚水パイプ３１７は第４タンク４００まで延び、揚水パイプ３１７に設けたポンプ３２１を駆動すると、第３タンク３００内の水が第４タンク４００へくみ上げられる。
なお、第３タンク３００を河川の近傍に設置し、第３タンク３００へ河川水を引き込んでも良い。この場合、第３タンク３００内に砂等の濾剤を充填し、河川水に含まれる
夾雑物を除去する。

第４タンク４００は、架台４０１によって支持され、第３タンク３００よりも上方において地上の高い位置に設置される。
また、第４タンク４００からは給水パイプ４０２が延び、この給水パイプ４０２を介して第４タンク４００内に貯蔵された水が使用水として供給される。
第４タンク４００は地上の高い位置に設置されているので、貯蔵中に人や生き物によって汚される心配が無い。

この水槽装置による水処理及び水の供給は次のように行われる。
家庭等から排出された廃水は集められて、導水パイプを通して第１タンク１００の第１領域１０２へ導入される。いったん棚１０４の下方へ流れ込んだ廃水は、棚１０４の囲う空間が充満すると溝部１０６を通って棚１０４の上方へ流入する。
この状態では、水圧によって浮遊体１１２が押し上げられ、透孔１１１は閉鎖されている。

棚１０４の下方の空間において、水に混入されている重い夾雑物は第１領域１０２の底に沈み、軽い夾雑物は浮かぶ。また、棚１０４の上方に流れ出した水は、起立壁１０８と垂下壁１０９との間に形成された流路を通過し、排水口１１０を通って第２領域１０３に達する。
棚１０４の上方を通過する間に重い夾雑物が沈殿し、浮遊体１１２で塞がれた透孔１１１の底に溜まる。棚１０４の下方の水が減少したり、沈殿物が多量になると、浮遊体１１２が落下して透孔１１１が開放されるので、溜まった沈殿物は落下して第１領域１０２の底に沈む。また、この間に、水に含まれる軽い夾雑物は起立壁１０８及び垂下壁１０９に引っかかる。

第２領域１０３に達した水は、傾斜路１１３の上面を流れ落ち、第２領域１０３の底に達する。傾斜路１１３を通過する間に、水に含まれる軽い夾雑物は突起１１４に引っかかって取り除かれる。また、水に含まれる不純物は、セメント片１１５を透過する間に吸着される。
一定期間が経過して、第１タンク１００の底に多くの沈殿物が堆積すると共に、起立壁１０８、垂下壁１０９及び突起１１４に引っかかった軽い夾雑物が多量になったら、第１タンク１００への水の流入を停止し、開口部１１８を開けて保守を行う。第１タンク１００の底に堆積した沈殿物は水と共に吸い上げ、起立壁１０８、垂下壁１０９及び突起１１４に引っかかった夾雑物は清掃する。

導水パイプ２０５を介して第２タンク２００の第１領域２０２に流入した水は、溝部を通って棚２０４の上方に達し、棚２０４の上面及び排水口２１０を通過して第２領域２０３に達する。
第２領域２０３に進入した水は、傾斜路２１３を通過して第２領域２０３の底に達する。この間に、第１タンク１００と同様にして、第２タンク２００内の水からは、重い夾雑物及び軽い夾雑物が除去される。
また、第２タンク２００の近傍の地下水は、ろ過層２２０を通過した後、透水面２０１９から第２領域２０３の底部に進入する。

第１タンク１００の第２領域１０３に溜まった水、及び第２タンク２００の第２領域２０３に溜まった水は、それぞれパイプ１１７，２１７を通して第３タンク３００に贈られ、第３タンク３００内で混合されてから、揚水パイプ３１７により第４タンク４００へくみ上げられる。
第３タンク３００に濾剤が充填されている場合には、通過する水は第３タンク３００内でさらに浄化される。
また、第３タンク３００へ河川水が引き込まれている場合には、河川水も第１タンク１００を通過した水及び第２タンク２００を通過した水に混合され、第３タンク３００内の濾剤で濾過される。
第４タンク４００へ送られて貯蔵されている水は、給水パイプ４０２を通して使用水として供給される。

本発明の水槽装置は、空港、都市、大学等の広いエリアに水を供給することもあり、多くの分離された居住ユニットに水を供給することもあり、単一のユニットに水を供給することもあるので、処理する水量に応じて、第１タンク１００、第２タンク２００、第３タンク３００及び第４タンク４００の大きさを適宜変更する。
第１タンク１００、第２タンク２００、第３タンク３００及び第４タンク４００が大きい場合は、作業員が中に入って点検・清掃等を行うことができるが、小型であれば、除去した夾雑物を引き出し装置によりタンク外へ引き出して処理する。

また、大量の水を処理する場合には、第１タンク１００及び第２タンク２００の底部に堆積する沈殿物も多くなるので、第１タンク１００及び第２タンク２００にそれぞれ付属して、第１領域１０２，２０２の底部からくみ上げた沈殿物を貯留するための保守室をそれぞれ設けると良い。
多くの水を含む沈殿物は重くて嵩張るので、いったん保守室に溜めて水分を減らし、半乾燥状態になってから、コンベア等の移送装置或いは運搬車によって処理工程へ運び出し、梱包等を行う。
なお、保守室にも保守・点検のための開口部を設ける。

本発明の実施例を示す水槽装置の斜視図。第１タンクの斜視図。第１タンクの断面図。第１タンクの要部断面図。傾斜路の要部拡大平面図。透孔が開放された状態における棚の要部断面図。透孔が閉鎖された状態における棚の要部断面図。第２タンクの斜視図。第２タンクの断面図。第３タンクの断面図。

符号の説明

１００第１タンク
１０１隔壁
１０２第１領域
１０３第２領域
１０４棚
１０５導水パイプ
１０６溝部
１０７分岐路
１０８起立壁
１０９垂下壁
１１０排水口
１１１透孔
１１２浮遊体
１１３傾斜路
１１４突起
１１５セメント片
１１６湾曲突起
１１７パイプ
１１８開口部
１２１ポンプ
１３０保守室
２００第２タンク
２０１隔壁
２０２第１領域
２０３第２領域
２０４棚
２０５導水パイプ
２０６溝部
２０７分岐路
２１０排水口
２１１透孔
２１２浮遊体
２１３傾斜路
２１４突起
２１５セメント片
２１６湾曲突起
２１７パイプ
２１８開口部
２１９透水面
２２０ろ過層
２２１ポンプ
３００第３タンク
３１７揚水パイプ
３１８開口部
３２１ポンプ
３２２保護層
４００第４タンク
４０１架台
４０２給水パイプ

Claims

廃水を集める第１タンクと、雨水及び地下水を集める第２タンクと、前記第１タンク及び第２タンクの下流側に連結され、前記第１タンク及び第２タンクから流入した水を混合する第３タンクと、該第３タンクよりも上方において地上の高い位置に設置され、前記第３タンクの下流側に連結されると共に、貯留された水を使用水として供給する第４タンクとを備え、前記第１タンク及び第２タンクは、上流側上部から水が流入し、下流側上部から水が排出される第１領域と、前記第１領域を通過した水が上流側上部から流入し、下流側下部から前記第３タンクへ水が排出される第２領域とに区画され、前記第２領域には、その上流側上部から下部に向って水を流す傾斜路を設けると共に、該傾斜路に多数の突起を装着したことを特徴とする水槽装置。
前記第３タンクに濾剤を充填した請求項１に記載の水槽装置。
前記第３タンクに河川水が流入する請求項２に記載の水槽装置。
前記突起は、前記傾斜路の最上流側に設けられた多数の空隙を有するセメント片と、該セメント片より下流側にジグザグ状に配置され、高い側へ凹に湾曲している湾曲突起とから成る請求項１〜３のいずれかに記載の水槽装置。
前記第１タンクの第１領域を上下に区画する棚を設け、前記第１領域へ流入する水をいったん前記棚の下方へ導入すると共に、棚の上方を通して前記第２領域へ水を排出し、前記棚の上面に複数の起立壁と垂下壁とを上流側から下流側に向かって交互に並べて、前記起立壁の上方と垂下壁の下方とを通過する流路を形成し、前記棚にその上下を連通する複数の透孔を形成し、該透孔を開閉可能としてある請求項１〜４のいずれかに記載の水槽装置。
前記第２タンクの第１領域の下流側半部に棚を張り出し、この棚の上方を通して第２領域へ水を排出し、前記棚にその上下を連通する透孔を形成すると共に、該透孔を開閉可能としてある請求項１〜５のいずれかに記載の水槽装置。
前記第２タンクの第２領域の底部寄り側面を、地下水が進入する透水面とし、該透水面の外側をろ過層で被覆した請求項６に記載の水槽装置。
前記透孔を浮遊体によって下方から閉鎖可能とした請求項５〜７のいずれかに記載の水槽装置。
前記第１タンク及び第２タンクにそれぞれ付属して、第１領域の底部からくみ上げた沈殿物を貯留する保守室を設け、該保守室に貯めた沈殿物を処理工程へ排出する請求項１〜８のいずれかに記載の水槽装置。