WO2017115476A1 - 汚水処理装置 - Google Patents

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WO2017115476A1
WO2017115476A1 PCT/JP2016/064628 JP2016064628W WO2017115476A1 WO 2017115476 A1 WO2017115476 A1 WO 2017115476A1 JP 2016064628 W JP2016064628 W JP 2016064628W WO 2017115476 A1 WO2017115476 A1 WO 2017115476A1
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ozone
water
reaction tank
raw water
sewage treatment
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PCT/JP2016/064628
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Inventor
岩井　満
雅也 石▲崎▼
Original Assignee
株式会社栃木日化サービス
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/78—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with ozone
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03D—WATER-CLOSETS OR URINALS WITH FLUSHING DEVICES; FLUSHING VALVES THEREFOR
    • E03D11/00—Other component parts of water-closets, e.g. noise-reducing means in the flushing system, flushing pipes mounted in the bowl, seals for the bowl outlet, devices preventing overflow of the bowl contents; devices forming a water seal in the bowl after flushing, devices eliminating obstructions in the bowl outlet or preventing backflow of water and excrements from the waterpipe
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03D—WATER-CLOSETS OR URINALS WITH FLUSHING DEVICES; FLUSHING VALVES THEREFOR
    • E03D5/00—Special constructions of flushing devices, e.g. closed flushing system
    • E03D5/016—Special constructions of flushing devices, e.g. closed flushing system with recirculation of bowl-cleaning fluid
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H1/00—Buildings or groups of buildings for dwelling or office purposes; General layout, e.g. modular co-ordination or staggered storeys
    • E04H1/12—Small buildings or other erections for limited occupation, erected in the open air or arranged in buildings, e.g. kiosks, waiting shelters for bus stops or for filling stations, roofs for railway platforms, watchmen's huts or dressing cubicles

Definitions

  • the present invention relates to a sewage treatment apparatus that performs sewage treatment using ozone.
  • Patent Documents 1 to 3 disclose this type of technology.
  • Patent Document 1 describes a technique related to a circulating flush sewage purification device that purifies flush sewage and reuses it as toilet flushing water.
  • Patent Document 2 describes a technique related to a temporary toilet with a sterilizing / deodorizing function that is installed in various places such as public places.
  • Patent Document 3 describes a technique of purifying used sewage from a flush toilet or hand-washing, etc., and then supplying it to the flush toilet or hand-washing for reuse.
  • Temporary toilets generally use a flushing toilet system, so it is common for filth collected by using a temporary toilet to recover the pumping capacity with a vacuum car when the storage tank is full and can be used continuously. There was a problem that the number of days was limited. It was also necessary to take measures against ammonia and odor of filth. Although it is possible to replace the temporary toilet with a flush toilet, there is also a problem that it is practically difficult to flush with a waste storage tank because the filth storage tank fills up quickly.
  • the conventional temporary toilet unit for the purpose of washing with water as described in Patent Document 1 supplies oxygen by bubble back-up using a diffuser tube or the like to the reaction tank, and biooxidation action of aerobic microorganisms Because of this method, the biooxidation reaction rate is slow and the tank capacity is large. In addition, it took several weeks to maintain the organisms and stabilize the treated water.
  • decolorization is performed by ozone oxidation. However, since the decolorization is performed by ozone after filtering the treated water in the backing tank, it is necessary to newly provide a decolorization tank.
  • Patent Document 2 describes a temporary toilet having a sterilization / deodorization function by releasing ozone generated by an ozone generator into a toilet box, but is sterilization / deodorization by gaseous ozone and is accompanied by sewage In addition, the surface sterilization and deodorizing effect of the toilet bowl was weak.
  • Patent Document 3 proposes purification with ozone water. However, since the dissolved ozone concentration of ozone water at room temperature is 10 ppm or less, the treatment capacity is limited. Moreover, since the upper part of the reaction tank has an open structure to the atmosphere and is not a closed structure, unreacted ozone may be released into the atmosphere.
  • the object of the present invention is to realize an ozone-containing sewage treatment apparatus that is compact and excellent in portability.
  • the present invention includes a closed-type reaction tank, a raw water supply line for supplying raw water to the reaction tank, an ozone supply means for supplying ozone bubbles below a micro level, and a storage for storing treated water flowing out of the reaction tank.
  • the present invention relates to a sewage treatment apparatus including a tank and a circulation line that circulates at least a part of the treated water stored in the storage tank to the reaction tank.
  • the present invention also provides a closed type reaction vessel, a raw water supply line for supplying raw water to the reaction vessel, an ozone supply means for supplying ozone bubbles below the micro level, and an ozone concentration in a gas phase part of the reaction vessel.
  • the present invention relates to a sewage treatment apparatus comprising: an ozone concentration measurement unit that measures water concentration; and a control unit that controls the ozone supply unit based on the ozone concentration measured by the ozone concentration measurement unit.
  • the reaction tank has a nozzle mechanism and a sewage inflow part in the lower part, and a gas phase part and a treated water discharge part in the upper part.
  • the ozone supply means can supply ozone having an ozone concentration of 15 ppm or more, and the nozzle mechanism can generate ozone bubbles having a diameter of 10 ⁇ m or less.
  • an ozone decomposition catalyst part is disposed in a pipe extension part following the gas phase part in the upper part of the reaction tank.
  • the sewage treatment apparatus includes an ozone concentration measurement unit that is disposed in front of the ozone decomposition catalyst unit and measures the ozone concentration, and an ozone supply amount that is predetermined according to the value of the ozone concentration measured by the ozone concentration measurement unit It is preferable to control.
  • the sewage treatment apparatus includes a flow rate variable valve arranged in a path for supplying oxygen to the ozone supply device, and the ozone supply amount is controlled by adjusting an opening degree of the flow rate variable valve.
  • the ozone supply means includes first ozone supply means for supplying ozone bubbles to the reaction tank, and second ozone supply means for supplying ozone bubbles to water flowing through the raw water supply line upstream of the reaction tank. And preferably.
  • the second ozone supply means is a suction pump that sends raw water to the reaction tank, and preferably feeds raw water together with ozone bubbles into the reaction tank.
  • the suction pump preferably has a fine bubble supply turbo mechanism.
  • the sewage treatment apparatus includes a water quality detection unit that measures at least one of the water quality of the reaction tank, the quality of raw water, and the quality of the treated water. Based on the detection result of the water quality detection unit, ozone concentration, ozone It is preferable that at least one of the flow rate and the pumping water amount is adjusted.
  • the entire apparatus of the sewage treatment apparatus is integrated and has a shape and weight that can be loaded on a truck bed.
  • the sewage treatment apparatus includes a temporary toilet having a flush toilet and is configured as a temporary toilet unit that can use treated water for toilet flushing of the temporary toilet.
  • the sewage treatment apparatus includes a raw water tank that stores raw water to be sent to the reaction tank and a sock filter that filters raw water before being sent to the raw water tank.
  • FIG. 1 is a flowchart of a temporary toilet unit according to one embodiment (first embodiment) of the present invention.
  • embodiment regarding the temporary toilet unit (sewage treatment apparatus) which concerns on this invention demonstrated below does not limit this invention.
  • the temporary toilet unit 100 of 1st Embodiment includes a temporary toilet 12, a raw water tank 16, an ozone supply device 2, a reaction tank 7, a treated water tank 10, and a control unit 90. Prepare as the main configuration.
  • each structure, structure, and function which comprise the temporary toilet unit 100 are demonstrated.
  • the temporary toilet 12 serving as a sewage source to be treated will be described.
  • the temporary toilet 12 of the present embodiment includes a flush toilet 13, a water tank 14, and a toilet pump 15.
  • the flush toilet 13 is supplied with toilet flush water stored in the water tank 14.
  • the water tank 14 is configured to be able to supply treated water that has been treated with sewage and discharged water, which will be described later.
  • the toilet pump 15 sends the sewage discharged from the temporary toilet 12 to the raw water tank 16.
  • water supplied from a tap water tank (not shown) having a pressurized water supply pump function and supplied with tap water is used as water used for hand-washing and a toilet seat.
  • a drainage pressure pump having a function of crushing foreign matters can be used as the toilet pump 15 .
  • sewage sent from the toilet pump 15 through the sewage pipe 151 and sewage and sewage sent through the sewage sewage pipe 152 are stored as a mixed liquid.
  • the raw water tank 16 is connected to the reaction tank 7 through the raw water supply line 181, and the sewage once stored in the raw water tank 16 is sent to the reaction tank 7 through the raw water supply line 181.
  • a sewage pipe 151 connecting between the toilet pump 15 and the raw water tank 16 is provided with a sock filter 155 as a means for removing foreign matter, and the sewage is filtered by the sox filter 155 and transferred to the raw water tank 16.
  • the sock filter 155 one that sends the sewage to be treated to the downstream side with a filtration accuracy of 110 ⁇ m and a BOD of less than 600 mg / L is used.
  • natural water it is not necessarily limited to the sock filter 155, It can change according to circumstances, such as a normal filter of about 100 microns.
  • the raw water supply line 181 is provided with a raw water pump 18 as a suction pump having a self-sufficiency function, and the raw water pump 18 pumps sewage to a sewage inflow portion 74 provided in the reaction tank lower portion 71.
  • a self-contained pump capable of supplying 1 to 20 L / min of sewage is used as the raw water pump 18.
  • the raw water pump 18 As the raw water pump 18, a general ground-mounted self-contained type is installed, or a submersible pump is installed in the raw water tank 16 to supply raw water from the raw water tank 16 to the reaction tank 7. In addition, as will be described in a second embodiment to be described later, the configuration of the raw water pump 18 can be appropriately changed according to circumstances.
  • the filter 17 is a raw water line filtration unit disposed in the raw water supply line 181.
  • a filter 17 having a size of 10 microns or less is used.
  • the filter 17 of the present embodiment is configured to be able to remove cellulose resulting from toilet paper. It is desirable to be able to filter a substance having a relatively small pressure loss of 10 microns or more so that foreign matter is not clogged in a nozzle provided in a nozzle mechanism 3 to be described later.
  • the sewage generated in the flush toilet 13 provided in the temporary toilet 12 passes through the raw water tank 16 and is filtered by the filter 17 and then flows into the reaction tank 7 from the sewage inflow portion 74 at the lower part of the reaction tank 71.
  • the raw water sensor 31 is a raw water quality measuring unit that measures the quality of sewage (raw water) such as turbidity at the entrance of the reaction tank 7.
  • the raw water sensor 31 may be any sensor that can estimate water quality using a PH meter, a conductivity meter, a TOC meter, a DO meter, or the like.
  • natural water sensor is in piping paths, such as the reaction tank 7, it can change suitably.
  • the water meter 29 is disposed between the raw water sensor 31 that detects the supply amount of the raw water in the raw water supply line 181 and the sewage inflow portion 74.
  • the water meter 29 measures the amount of water supplied to the reaction tank 7.
  • the water amount information measured by the water meter 29 is sent to the control unit 90 described later.
  • the location of the water meter 29 is not limited to this location.
  • the water meter 29 can be arranged on the upstream side of the raw water sensor 31 in the raw water supply line 181.
  • the ozone supply device 2 is an ozone supply unit that supplies ozone to the reaction tank 7 through the ozone supply pipe 210.
  • the ozone supply device 2 of the present embodiment is provided between an oxygen generator 4 that sends oxygen to the ozone generator 5, an ozone generator 5 that generates ozone from oxygen, and the oxygen generator 4 and the ozone generator 5.
  • the flow rate variable valve 6 is configured to be included.
  • the oxygen generator 4 is an oxygen supply means for supplying oxygen for generating ozone to the ozone generator 5.
  • the ozone generator 5 generates ozone from oxygen supplied by the oxygen generator 4 by means such as air discharge.
  • a silent discharge ozone generator (rated AC 100 V, 6.9 A) manufactured by Air Technica is used as the ozone generator.
  • the amount of ozone generated by the silent discharge type ozone generator is 11 L / min of supply oxygen, the one that was 40 g / hr is used.
  • generating ozone can be suitably changed according to a situation.
  • an oxygen cylinder can be used simply.
  • the ozone supply device 2 of the present embodiment further includes an ozone concentration sensor (not shown) for detecting leakage of ozone to the outside.
  • the ozone concentration sensor is disposed at the lower part of the ozone supply device 2, and can detect ozone with higher specific gravity than air with high accuracy.
  • a sensor capable of detecting ozone in the order of ppb is used as the ozone concentration sensor disposed in the ozone supply device 2.
  • the variable flow valve 6 is configured to be able to adjust the supply amount of oxygen sent from the oxygen generator 4 to the ozone generator 5. If the opening of the variable flow rate valve 6 provided between the oxygen generator 4 and the ozone generator 5 is reduced to reduce the amount of oxygen supplied, the amount of ozone generated decreases, and the ozone from the ozone supply device 2 to the reaction tank 7 is reduced. Supply volume decreases. Conversely, when the opening of the variable flow valve 6 is increased, the oxygen supply amount increases and the ozone supply amount from the ozone supply device 2 to the reaction tank 7 increases.
  • the ozone supply device 2 of the present embodiment is configured to be able to supply ozone having an ozone concentration of 15 mg / L (15 ppm) or more to the reaction tank 7.
  • the ozone supplied from the ozone supply device 2 is sent into the reaction tank 7 through the nozzle mechanism 3 incorporated in the lower part of the reaction tank 7.
  • an input ozone concentration measurement sensor 21 is provided between the ozone supply device 2 and the reaction tank 7.
  • the input ozone concentration measurement sensor 21 is an ozone sensor that measures the ozone concentration of ozone supplied to the reaction tank 7. This input ozone concentration measurement sensor 21 makes it possible to optimally control ozone according to the difference in concentration with a residual ozone concentration measurement sensor 22 described later, and to provide a safe and efficient temporary toilet.
  • the reaction tank 7 is a closed reaction tank that performs sewage treatment inside thereof.
  • “reaction tank” means “closed reaction tank” unless otherwise specified.
  • the “reaction tank lower part (closed reaction tank lower part)” indicates the part from the center to the lowermost part, and the “reaction tank upper part (closed reaction tank upper part)” means the center part to the uppermost end part.
  • the site shall be indicated.
  • “closed type” means that most of the air layer portion is not directly open to the atmosphere.
  • the “closed type” is connected to the reaction layer to the outside via a sealed portion. And a part provided with an exhaust structure capable of releasing a small amount of gas through a filter or the like. As shown in FIG.
  • the reaction tank 7 of this embodiment is configured to include a nozzle mechanism 3, a residual ozone concentration measurement sensor 22, an ozone decomposition catalyst unit 75, and an exhausted ozone concentration measurement sensor 76.
  • a sewage inflow part 74 into which sewage (raw water) to be sewage treated flows and a nozzle mechanism 3 into which ozone supplied from an ozone supply device 2 described later flows in are incorporated in the reaction tank lower part 71.
  • a residual ozone concentration measurement sensor 22, an ozone decomposition catalyst unit 75, an exhausted ozone concentration measurement sensor 76, and a treated water discharge unit 77 are installed in the reaction tank upper part 72.
  • the nozzle mechanism 3 is configured to be able to be discharged into the reaction tank 7 as fine bubbles of 10 microns or less upon receipt of ozone from the ozone supply device 2. It is desirable that the nozzle mechanism 3 has a relatively small pressure loss and can generate a bubble diameter of 1 micron to 10 microns or less in accordance with the pollution degree of raw water to be treated, but an optimal one can be selected depending on the raw water concentration. .
  • An example of the configuration of the nozzle mechanism will be described later.
  • the sewage to be treated When the sewage to be treated is supplied from the raw water supply line 181 through the nozzle mechanism 3, the sewage rises as an upward flow while being oxidized and purified in contact with the ozone fine bubbles 8, and is formed in the upper reaction tank 72. It is sent from the treated water discharge unit 77 to the treated water tank 10. Inside the reaction tank 7, sewage (raw water) is converted into low molecular chemicals by hydrolysis, etc. due to the oxidation of BOD components and COD components such as carbohydrates and lipids by ozone ejected as bubbles from the nozzle mechanism 3. By doing so, the BOD component and the COD component are reduced. And it is sent to the treated water tank 10 by the treated water piping 9 from the treated water discharge part 77 provided in the upper part of the reaction tank 7 as treated water, and is stored in the treated water tank 10.
  • the residence time of sewage is adjusted every predetermined time according to the amount of inflow water from the temporary toilet 12.
  • the operation is performed in accordance with various conditions such as the amount of inflow water with 0.3 to 3 hours as a guide.
  • the ozone decomposition catalyst unit 75 decomposes ozone to lower the ozone concentration.
  • the ozone decomposition catalyst part 75 is disposed in a pipe line extension 110 connected so as to follow the gas phase part 73 formed in the reaction tank upper part 72.
  • ozone supplied to the inside of the reaction tank 7 by the ozone supply device 2 is used for oxidative decomposition and consumed, but not all of it is consumed, and even if the ozone concentration is lowered, Residual ozone 1 may be generated in the phase portion 73. Depending on the concentration of residual ozone 1, it may not be released into the atmosphere as it is.
  • the ozone decomposition catalyst unit 75 is configured to reduce the residual ozone concentration to a safe level (1 ppm) that can be opened to the atmosphere as it is.
  • the ozonolysis catalyst used in the ozonolysis catalyst portion 75 of the present embodiment is mainly composed of zeolite.
  • a linear flow rate of 0.6 m / second or less and a catalyst contact time of about 1 second or more are set as desirable conditions.
  • the catalyst is covered with a heat jacket (incorporated with a 180 W heater) to keep the temperature, and is adjusted so as not to fall below 50 ° C.
  • the residual ozone concentration measurement sensor 22 is an ozone concentration measurement unit that measures the ozone concentration for controlling the operation of the device.
  • the residual ozone concentration measurement sensor 22 of the present embodiment is disposed on the upstream side of the ozone decomposition catalyst unit 75 in the pipe extension 110 connected to the gas phase unit 73 and is oxidatively decomposed by the ozone decomposition catalyst unit 75. Measure the previous ozone concentration.
  • a sensor capable of measuring ozone in the order of ppm, for example, 0 to 100 ppm is used.
  • the residual ozone concentration measuring sensor 22 there is an ozone gas concentration monitor 200g / Nm 3 manufactured by Air Technica Co., Ltd., which measures an optical absorption spectrum of ultraviolet rays.
  • the discharged ozone concentration measuring sensor 76 is an ozone concentration measuring unit that measures the ozone concentration in order to measure whether the discharged ozone concentration is sufficiently safe as compared with the environmental standard and the safety standard.
  • the exhaust ozone concentration measurement sensor 76 of the present embodiment is disposed on the downstream side of the ozone decomposition catalyst part 75 in the pipe extension part 110 connected to the gas phase part 73, and is oxidized and decomposed by the ozone decomposition catalyst part 75. Check the ozone concentration later. That is, the exhausted ozone concentration measurement sensor 76 detects the ozone concentration before being released to the atmosphere.
  • an ozone sensor capable of measuring ozone at a low concentration in the range of at least 0 ppm to 50 ppm, more preferably ppb order, for example, 0 to 250 ppb is used.
  • An example of the exhaust ozone concentration measuring sensor 76 is not limited to a measuring instrument, and a semiconductor type sensor such as A051020-SP61 manufactured by FIS Corporation may be used.
  • the ozone concentration of the exhaust gas 19 discharged to the atmosphere is monitored by the discharged ozone concentration measuring sensor 76. When the ozone concentration level of the exhaust gas 19 exceeds a certain value, an alarm (not shown) as a notification unit is activated and control for stopping the entire apparatus can be performed. Thereby, the fail safe which improves safety
  • the treated water discharge unit 77 discharges the treated water treated in the reaction tank 7 to the treated water tank 10.
  • the treated water discharge part 77 of the present embodiment communicates with the inside of the reaction tank 7. Specifically, the inside of the reaction tank 7 communicates with the atmosphere via a treated water pipe 9 having a U-shaped sealed structure.
  • the treated water pipe 9 is a pipe for pouring treated water into the treated water tank 10, and the tip is open to the atmosphere.
  • the gas phase portion 73 of the present embodiment is provided with a communication port 79 having a function of communicating with the reaction tank 7 and the atmosphere. If the communication port 79 has a diameter of several millimeters, it will function sufficiently.
  • An air trap designed to prevent residual ozone from leaking into the atmosphere by installing a check valve between the reaction tank and the atmosphere to prevent ozone gas from leaking into the atmosphere, or by collecting water in a U-shaped pipe.
  • a (sealed) structure is also an effective means.
  • the communication port 79 is preferably formed, but the communication port 79 may be omitted and the gas phase portion 73 communicating with the atmosphere may be formed by the treated water pipe 9.
  • a defoamer inlet 20 is disposed in the reaction tank 7.
  • fine bubbles are frequently generated due to the influence of a surfactant or the like due to the back-up of ozone bubbles.
  • the foam rises in the pipeline, the exhausted ozone concentration measurement sensor 76 and the ozone decomposition catalyst unit 75 may get wet, and malfunctions may occur due to deterioration or malfunction. It is desirable to provide such means.
  • a treated water sensor 32 as a treated water quality measuring unit that measures the quality of treated water is disposed in the treated water pipe 9 of the present embodiment.
  • the treated water sensor 32 may be any sensor that can estimate water quality with a PH meter, a conductivity meter, a TOC meter, a DO meter, or the like.
  • the place which installs a treated water sensor can be changed suitably, such as the treated water discharge part 77 of the reaction tank 7.
  • HWL maximum water level
  • a liquid level sensor is provided in the vicinity of the gas phase portion 73 for detection.
  • the treated water tank 10 stores treated water obtained by treating the sewage pumped to the sewage inflow portion 74 provided in the reaction tank lower portion 71 in the reaction tank 7.
  • the treated water stored in the treated water tank 10 is supplied to the water tank 14 as toilet flushing water through the toilet flushing water pipe 11 connected to the treated water tank 10 by the treated water pump 101.
  • the toilet flushing water pipe 11 is provided with a washing water filtration unit 105.
  • the washing water filtration unit 105 employs a system in which two RO membrane fresh water purifiers are alternately operated. What was processed by the washing water filtration part 105 is sent to the water tank 14 as toilet bowl washing water.
  • the treated water tank 10 of this embodiment includes a discharge pump 24 that discharges a part of the treated water to the outside of the system through the discharge water pipe 26.
  • a discharge pump 24 that discharges a part of the treated water to the outside of the system through the discharge water pipe 26.
  • the amount of miscellaneous wastewater that does not depend on circulating water, such as hand-washing water increases into the raw water tank 16, so that a water discharge flow that discharges water outside the circulation system becomes possible. ing.
  • part of the treated water can be discharged out of the system as discharge water using the discharge pump 24.
  • a reverse osmosis filtration membrane 23 and a switching valve 25 are arranged in a path for discharging the discharged water through the discharged water pipe 26.
  • the reverse osmosis filtration membrane 23 treats treated water discharged from the treated water tank 10 through the discharge water pipe 26 by the discharge pump 24.
  • a low pressure reverse osmosis filtration membrane having an operation pressure of 1 MPa or less is used.
  • nano-order fine particles are removed and discharged as transparent discharge water, which makes it possible to provide a temporary toilet that satisfies various environmental standards and is legally safe and secure.
  • a low pressure reverse osmosis filtration membrane with an operation pressure of 1 MPa or less there is no osmotic pressure as much as seawater. Therefore, even if the operation pressure of the reverse osmosis filtration membrane 23 is suppressed to 1 MPa or less, a sufficient effective pressure can be obtained. By keeping it low and operating at the minimum required operating pressure, the initial cost can be reduced.
  • the switching valve 25 can select whether the discharged water is discharged through the discharged water pipe 26 or is recirculated for cleaning the toilet of the temporary toilet 12. By recirculating a part of the discharged water for toilet flushing by the switching valve 25, it is possible to cope with the case where efficient circulation of water is desired, and the convenience can be further improved.
  • the temporary toilet unit 100 of the present embodiment incorporates a circulation processing operation method.
  • the usage frequency tends to vary depending on the time zone.
  • the temporary toilet 12 is generally less frequently used at night than in the daytime, and less sewage flows. Therefore, in the present embodiment, a method is adopted in which the treated water stored in the treated water tank 10 is recirculated to the reaction tank and further purified in a time zone where the usage frequency is low, such as at night.
  • the equipment can be effectively used. Specifically, it can be realized by recirculating to the reaction tank 7 by the circulation pump 33 provided in the treated water tank 10 described above.
  • the circulation processing operation may be switched manually by visual inspection, or may be controlled by the control unit 90 under a predetermined condition.
  • the control unit 90 is a computer that performs various controls of the temporary toilet unit 100.
  • FIG. 2 is a block diagram schematically showing an electrical configuration of the control unit 90 according to an embodiment of the present invention.
  • the control unit 90 includes an input unit, an output unit, a program stored in a storage unit (not shown) and the like, and is electrically connected to each component of the temporary toilet unit 100. Control each component.
  • the control unit 90 is accommodated in the control panel 27 as shown in an example of a structure to be described later (see FIG. 4).
  • the control unit 90 of the present embodiment is configured to be able to execute various controls such as circulation processing operation control, water quality control, and ozone supply amount control.
  • the control part 90 acquires the detected value of the treated water sensor 32, and performs water quality circulation process operation control which performs a circulation process operation when the numerical value of the quality of this treated water is below predetermined.
  • the circulation processing operation control the driving of the treated water pump 101 and the like are stopped, while the circulation pump 33 is driven to circulate the reaction tank 7.
  • the control unit 90 includes a timer that outputs time information, acquires time information from the timer, and executes time operation control that controls driving of the circulation pump 33 based on the time information. For example, the control unit 90 performs control such as driving the circulation pump 33 and stopping the treated water pump 101 so that the circulation processing operation is performed at night when the usage frequency is low.
  • the circulation treatment operation control may be configured to circulate by combining the water quality circulation treatment operation control and the time circulation control.
  • the control may be such that the circulation process is stopped when the quality of the treated water reaches the standard based on the detection value of the treated water sensor 32 during the nightly circulation process.
  • the raw water sensor 31 for measuring the quality of raw water such as a turbidimeter provided at the entrance of the reaction tank 7 measures the quality of the raw water and the quality of the treated water in the treated water pipe 9. The quality of treated water is measured by the sensor 32.
  • the control unit 90 acquires a water quality value based on the detection value of the raw water sensor 31 and the detection value of the treated water sensor 32, and controls the ozone concentration, the ozone flow rate, and the pump water supply amount according to the water quality value. For example, when the water quality of the treated water sensor 32 tends to be poor, the ozone supply device 2 is controlled to increase the supply amount of ozone, and when the water quality has sufficiently reached the standard, the control is performed to decrease the ozone supply amount. I do.
  • the control unit 90 acquires the detection value of the residual ozone concentration measurement sensor 22 and controls the ozone supply amount from the ozone supply device 2 based on a predetermined value.
  • the organic matter concentration (contamination degree) in sewage is high, even if high-concentration ozone is supplied, most of the supplied ozone is consumed by the sewage purification reaction (oxidation reaction) in the liquid phase.
  • the control unit 90 performs control to supply high-concentration ozone to the reaction tank 7 in a range where the ozone concentration does not exceed a predetermined value based on the detection value of the residual ozone concentration measurement sensor 22.
  • the concentration of residual ozone 1 in the reaction tank 7 increases, the load on the ozone decomposition catalyst unit 75 increases, and in some cases, sufficient treatment may not be possible. Moreover, since ozone is input excessively, the operation efficiency of the entire apparatus is lowered. Therefore, by controlling the amount of ozone supplied from the ozone supply device 2 to a predetermined value in accordance with the value of the residual ozone concentration measurement sensor 22 provided in front of the ozone decomposition catalyst unit 75, the ozone decomposition catalyst unit 75 has an excessive amount. An excessive supply of load and ozone can be prevented, and safe and energy-saving operation is possible.
  • Adjustment of the amount of ozone supplied by the ozone supply device 2 can be performed by controlling the oxygen generator 4 or the ozone generator 5 or both.
  • the same effect can be achieved by controlling the oxygen generation amount of the oxygen generator 4 according to the value of the residual ozone concentration measurement sensor 22.
  • the ozone generation amount of the ozone generator 5 according to the value of the residual ozone concentration measurement sensor 22, the same effect can be obtained.
  • the control unit 90 can also perform batch operation control. For example, the driving of the raw water pump 18 is stopped in a state where a predetermined amount of raw water is fed into the reaction tank 7, and supply of ozone by the ozone supply device 2 is started. The supply of ozone by the ozone supply device 2 is continued until the sewage treatment is completed. Further, in the present embodiment, by performing batch processing while performing the above-described ⁇ ozone supply amount control>, it is possible to prevent the ozone amount from being excessively supplied even when batch processing is performed.
  • the completion timing of batch processing is determined based on time, water quality, residual ozone concentration, or a combination thereof. For example, when the time, water quality reference value, and residual ozone concentration are values greater than or equal to a predetermined value, it can be determined that the batch processing has been completed.
  • the control unit 90 can control the raw water pump 18 and the like based on the water amount information detected by the water meter 29 to increase or decrease the amount of input sewage supplied to the reaction tank 7.
  • the amount of input ozone and the supply of raw water must be balanced to reduce the amount of water when it cannot be treated sufficiently, or the amount of water if there is room for treatment. Can be increased. As a result, even when the reaction rate is high, precise control is possible according to the actual situation, and operation can be performed with higher efficiency.
  • the above-described circulation processing operation control, water quality control, ozone supply control, batch operation control, and water amount control can be performed in combination.
  • a configuration can be adopted in which sewage treatment is performed again by performing a circulation processing operation.
  • the detection values of the raw water sensor 31, the treatment water sensor 32, and the residual ozone concentration measurement sensor 22 can be monitored, and the ozone supply amount can be set based on these detection values.
  • the circulation processing operation may be configured to be manually switched and then to perform control that combines water quality control, ozone supply control, or both.
  • the above-described controls can be used in combination.
  • a temporary toilet unit 100 as a sewage treatment apparatus of the present embodiment is stored in a reaction tank 7 for purifying sewage with ozone, a treatment water tank 10 for storing treated water flowing out from the reaction tank 7, and the treatment water tank 10. And a circulation line 102 for circulating a part of the treated water to the reaction vessel. Thereby, a part of the treated water purified in the reaction tank 7 can be circulated again to the reaction tank 7 to further purify the treated water. Therefore, even when the reaction tank 7 having a relatively small capacity is used, the sewage can be suitably purified, so that a compact temporary toilet unit 100 (sewage treatment apparatus) having excellent portability can be realized.
  • the temporary toilet unit 100 (sewage treatment apparatus) is measured by the residual ozone concentration measuring sensor 22 (ozone concentration measuring portion) that measures the ozone concentration in the gas phase portion of the reaction tank 7 and the residual ozone concentration measuring sensor 22.
  • a control unit 90 that controls the ozone supply device 2 based on the ozone concentration.
  • the ozone concentration in the gas phase portion of the reaction vessel 7 can be monitored and high concentration ozone can be supplied to the reaction vessel 7 within a range where the ozone concentration in the gas phase portion 73 does not exceed a predetermined value. While increasing the capacity, it is possible to prevent the emission of ozone exceeding a predetermined value to the outside. Therefore, since the sewage treatment apparatus can be configured with high performance and high safety, a compact sewage treatment apparatus having excellent portability can be realized.
  • the detection value of the residual ozone concentration measurement sensor 22 disposed in front of the ozone decomposition catalyst unit 75 since the detection value of the residual ozone concentration measurement sensor 22 disposed in front of the ozone decomposition catalyst unit 75 is used, the state of the gas phase portion after the treatment can be reflected in the ozone supply amount with good responsiveness. It is possible to realize high-accuracy operation control that matches the actual situation.
  • the same control may be performed based on the detection value of the exhausted ozone concentration measuring sensor 76 instead of the residual ozone concentration measuring sensor 22.
  • the detection value of the exhausted ozone concentration measurement sensor 76 By using the detection value of the exhausted ozone concentration measurement sensor 76, the ozone concentration of the exhausted gas can be detected more strictly. This configuration is also effective from the viewpoint of further improving safety.
  • ozone is applied to treated water after biological treatment represented by the activated sludge method, as reported in the 2009 report on technical evaluation of ozone treatment technology issued by the Japan Sewerage Corporation.
  • “treatment performance” realized by the configuration of the present embodiment although depending on conditions, by supplying ozone with an ozone bubble diameter of 10 microns or less, an ozone concentration of 50 ppm, and an ozone flow rate of 10 L / min, raw water BOD of 200 ppm is obtained. It is possible to operate at a removal rate of 90% in 20 ppm treated water BOD. Although the reaction time of the raw water in the reaction tank was 0.5 to 8 hours, a removal rate of 90% can be achieved if time is spent.
  • the reaction tank 7 of this embodiment has the nozzle mechanism 3 and the sewage inflow part 74 in the lower part, and has the gaseous-phase part 73 and the treated water discharge part 77 in the upper part.
  • the ozone bubbles can be advanced upward from the lower part of the reaction tank 7 without performing any special treatment, so that the sewage treatment can be made efficient.
  • the treated water discharge part 77 at the upper part the treated water can be naturally discharged to the outside of the reaction tank 7 due to overflow, and a structure for discharging the treated water can be realized simply.
  • the ozone supply device 2 of the present embodiment can supply ozone having an ozone concentration of 15 ppm or more, and the nozzle mechanism 3 can generate ozone bubbles having a diameter of 10 ⁇ m or less.
  • the ozone concentration of treated water after biological treatment represented by the activated sludge method is It is known to apply ozone of about 5 to 15 ppm.
  • the ozone supply device 2 since ozone directly acts on the raw water, the ozone supply device 2 supplies the reaction tank 7 with a high ozone concentration of 15 ppm or more via the nozzle mechanism 3 provided at the lower part of the reaction tank 7.
  • wastewater treatment can be performed in a short time.
  • the ozone decomposition catalyst unit 75 is disposed in the pipe extension part 110 following the gas phase part 73 of the reaction tank upper part 72, it is possible to prevent the residual ozone from being discharged to the outside as it is.
  • the temporary toilet unit 100 includes a residual ozone concentration measurement sensor (ozone concentration measurement unit) 22 that is disposed in front of the ozone decomposition catalyst unit 75 and measures the ozone concentration, and the ozone measured by the residual ozone concentration measurement sensor 22.
  • the ozone supply amount is controlled in accordance with the concentration value. As a result, the ozone supply amount is adjusted based on the amount fed into the ozone decomposition catalyst unit 75 or the residual ozone concentration after being processed by the ozone decomposition catalyst unit 75, so that the ozone of the exhaust gas discharged to the outside of the reaction tank 7 The concentration can be precisely controlled according to the actual situation.
  • the temporary toilet unit 100 includes a flow rate variable valve 6 disposed in a path for supplying oxygen to the ozone supply device 2, and the ozone supply amount is controlled by adjusting the opening degree of the flow rate variable valve 6. It is possible to realize a configuration capable of precisely controlling the ozone supply amount by a simple process of adjusting the opening degree of the variable flow valve 6.
  • the raw water supply line is configured to be provided with a filter 17 capable of removing solids of 10 ⁇ m or more. As a result, solids of 10 ⁇ m or more are removed from the raw water, so that it is possible to effectively prevent clogging in the portion where the raw water flows or the portion where ozone is generated.
  • the temporary toilet unit 100 includes a raw water sensor 31 as a raw water quality detector that measures the quality of raw water and a treated water sensor 32 as a treated water quality detector that measures the quality of treated water. According to the numerical value of the water quality of the sensor 32, at least one of the ozone concentration, the ozone flow rate, and the pump water supply amount is adjusted. As a result, the amount of ozone can be appropriately controlled according to the actual water quality, and a more efficient operation is possible.
  • a configuration for adjusting at least one of the flow rate and the pumping water amount and a sensor for measuring the water quality inside the reaction tank 7 are arranged as a reaction tank water quality detection unit, and the ozone concentration and the ozone flow rate based on the water quality inside the reaction tank 7
  • the configuration for adjusting at least one of the pumping water amount and the configuration for combining the detection result of the water quality of the reaction tank 7 with the detection result of the water quality of the raw water or the detection result of the quality of the treated water are appropriately changed according to circumstances. be able to.
  • the treated water is treated by the reverse osmosis filtration membrane 23 or the washing water filtration unit 105 having an operation pressure of 1 MPa or less.
  • the quality of the treated water can be further improved, so that the range of application of the treated water, such as discharge to the outside of the system or use as toilet flushing water, can be expanded.
  • the entire device of the temporary toilet unit 100 is integrated, and is configured to have a shape and weight that can be loaded on a truck bed.
  • the enlargement of the reaction tank 7 can be avoided by circulation processing or batch processing, and the temporary toilet unit 100 can be made compact.
  • the temporary toilet unit 100 includes a temporary toilet, and is configured to be able to use the treated water from the treated water discharge unit 77 for cleaning the toilet of the temporary toilet 12. Thereby, since the toilet bowl washing water can be processed and reused, the temporary toilet 12 can be made into a flush toilet while maintaining portability.
  • the temporary toilet unit 100 includes a raw water tank 16 for storing raw water to be sent to the reaction tank 7 and a sock filter 155 for filtering the raw water before being sent to the raw water tank 16.
  • a raw water tank 16 for storing raw water to be sent to the reaction tank 7
  • a sock filter 155 for filtering the raw water before being sent to the raw water tank 16.
  • FIG. 3 is a view showing the structure of the reaction tank 7 used in the temporary toilet unit 100 of the present embodiment.
  • FIG. 4 is a structural diagram of a temporary toilet unit 100 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 shows a structural example of the reaction tank 7 provided in the temporary toilet unit 100 as the sewage treatment apparatus of the present invention.
  • the reaction tank 7 shown in FIG. 3 is made of a material resistant to ozone, such as stainless steel, and has a capacity of 0.06 to 1.0 m 3 .
  • the central portion of the reaction vessel 7 is formed in a cylindrical shape having a diameter of 0.4 m and a height of 0.7 m.
  • two observation windows 78 are provided on the peripheral surface of the cylinder at the center of the reaction tank 7 so that the state inside the reaction tank 7 can be visually confirmed.
  • the diameter of the observation window 78 is set to 0.3 m.
  • the lower side and the upper side of the central portion of the reaction tank 7 are both substantially conical cone shapes. Further, it is an effective means to provide a communication pipe 710 connected to the outside in the vicinity of the gas phase portion 73 so that the water level can be monitored from the outside.
  • a sample cock 28 is disposed in the pipe line extension 110.
  • the nozzle diameter is selected that is economical at the current technical level, but it turns out that the smaller the bubble diameter, the better the processing performance. ing.
  • the ozone bubble diameter is 10 microns or less, it is advantageous compared to the prior art, but by using a 1 micron nozzle and a 10 micron nozzle together, even if the 1 micron nozzle is clogged, the 10 micron nozzle is clogged. Since it has been proved by experiments that it takes time to complete the process, it is possible to further stabilize the processing by preparing a plurality of different diameters. Combinations having a plurality of hole diameters of 10 microns or less are also possible.
  • 5 holes with a pore size of 10 microns and 5 holes with a pore size of 3 microns can be combined as appropriate according to the liquid properties and target water quality to prevent clogging and to cope with performance variations. become.
  • the mounting direction of the nozzle mechanism 3 can also be a combination of the horizontal direction and the vertical direction, thereby preventing clogging and generating uniform bubbles.
  • FIG. 5 is a structural diagram of a nozzle mechanism used in the temporary toilet unit 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the nozzle mechanism 3 illustrated in FIG. 5 includes a ceramic diffuser tube 310 (diameter 20 mm, length 150 mm) and two pore size 10 micron specifications in the horizontal direction, an SPG diffuser tube 320 (diameter 10 mm length 200 mm), Six 6-micron pore diameter specifications are installed vertically upward.
  • the ozone bubbles so that the water depth is slightly different for each nozzle for each nozzle, the ozone discharge pressure when discharging into the water changes, which is effective in preventing clogging.
  • the nozzle mechanism 3 of this structural example is configured by combining a plurality of ceramic nozzles and SPG (Shirasu Porous Glass) film nozzles.
  • SPG Silicon-Shirasu Porous Glass
  • the size of the ozone bubbles sent out from the nozzle mechanism 3 and the direction in which the ozone bubbles are discharged can be made different, and the ozone bubbles are agitated inside the reaction tank 7 to achieve a higher cleaning performance. Can be earned.
  • ⁇ Portable temporary toilet> As shown in FIG. 4, portable temporary toilets with dimensions and weight capable of traveling on public roads in accordance with the Road Traffic Law with the peripheral equipment of the reaction tank 7 integrated as much as possible and loaded on a truck bed. By using the unit, it is possible to minimize the assembly work after the movement, and the convenience is enhanced.
  • This unit also includes a control panel 27 in which the controller 90 is built.
  • the temporary unit shown in the embodiment is designed to be able to be loaded on a 4-ton truck bed.
  • FIG. 6 is a flowchart of the temporary toilet unit 200 according to the second embodiment.
  • the same components as those in the above embodiment may be denoted by the same reference numerals and the description thereof may be omitted.
  • the raw water pump 18 is a pump having a fine bubble supply turbo mechanism. This raw water pump 18 functions as a second ozone supply means in addition to the ozone supply device 2 as the first ozone supply means.
  • the pump having the fine bubble supply turbo mechanism is a suction pump, and is a raw water pump 18 that transfers raw water from the raw water tank 16 to the reaction tank 7.
  • an ozone supply pipe 211 is connected as a pipe for supplying ozone from the ozone supply device 2 to the raw water pump 18.
  • Ozone is supplied from the ozone generator 5 (ozone supply device 2) to the raw water pump 18 through the ozone supply pipe 211.
  • the raw water pump 18 is capable of generating nano-sized (several nanometers) bubbles therein, and is capable of realizing high-performance ozone oxidation treatment.
  • a Nikuni inverter-controlled vortex turbo mixer pump KTM25ND15ZE
  • AC200V 1.5 Kw
  • ozone bubbles supplied to the reaction tank 7 from the ozone supply device 2 as the first ozone supply means via the nozzle mechanism 3 are at a micro level, and cavitation sent from the raw water pump 18 to the reaction tank 7.
  • the ozone bubbles using the water are at the nano level, and are configured to have different bubble sizes.
  • the size of the ozone bubbles is further improved by making the diameters that generate the ozone bubbles different.
  • the cleaning effect can be further enhanced by ozone bubbles of various sizes. That is, by combining the nano level ozone bubbles by cavitation of the raw water pump 18 (vortex turbo mixer pump) and the micro level ozone bubbles of different diameters by the nozzle mechanism 3 (ceramic diffuser tube 310 and SPG diffuser tube 320). Further, the diversity of the size of the ozone bubbles is further ensured, and the cleaning effect of the sewage treatment can be further enhanced.
  • the ozone supply means of the second embodiment includes an ozone supply device 2 as a first ozone supply means for supplying ozone bubbles to the reaction tank 7 and water flowing through the raw water supply line 181 on the upstream side of the reaction tank 7. And a raw water pump 18 as second ozone supply means for supplying ozone bubbles. Accordingly, it is possible to enhance the ozone oxidation action by receiving the supply of ozone from the ozone generator 5 (ozone supply device 2) to generate ultrafine bubbles (bubble diameter of 1 micron or less). Actually, the sewage supply amount was 1 to 15 L / min, and good results were obtained.
  • the raw water pump 18 as the second supply means is a suction pump, and is configured to feed raw water together with ozone bubbles into the reaction tank. Accordingly, ozone can be injected into the raw water before the reaction tank 7 and the raw water is sent into the reaction tank 7 together with ozone, so that the processing efficiency can be further improved.
  • the raw water pump 18 has a fine bubble supply turbo mechanism.
  • nano-level ozone bubbles can be generated, and the ozone oxidation action can be further enhanced.
  • FIG. 7 is a flowchart of the temporary toilet unit 300 according to the third embodiment.
  • the third embodiment is different from the above embodiment in that the raw water supplied to the reaction tank 7 is subjected to sewage treatment by batch processing.
  • the temporary toilet unit 300 of the third embodiment stops the driving of the raw water pump 18 in a state where a predetermined amount of raw water is fed into the reaction tank 7 and starts supplying ozone by the ozone supply device 2.
  • the supply of ozone by the ozone supply device 2 is continued until the sewage treatment is completed.
  • the completion timing of batch processing can be determined based on time, water quality, residual ozone concentration, a combination thereof, or the like, as in ⁇ batch operation control> of the first embodiment.
  • batch processing is performed while performing the ⁇ ozone supply amount control> described in the first embodiment.
  • the treated water is sent to the treated water tank 10 through the treated water pipe 309 communicating with the inside of the reaction tank 7.
  • treated water is sent to the treated water tank 10 using gravity.
  • a pump is arrange
  • the batch processing can avoid an increase in the size of the reaction vessel 7, and the portability and compactness of the apparatus configuration can be realized.
  • FIG. 8 is a flowchart of the sewage treatment apparatus 500 according to an embodiment of the present invention.
  • a sewage treatment apparatus 500 shown in FIG. 8 is for treating sewage other than a temporary toilet, for example, sewage such as a shower.
  • the first embodiment is different from the first embodiment in that the configuration related to the toilet such as the temporary toilet 12 is omitted.
  • the fourth embodiment is also configured so that the circulation processing operation and the batch processing can be executed. Note that only the circulation processing operation may be performed, or only batch processing may be performed. In any case, it is possible to realize a sewage treatment apparatus that can be made compact and has excellent portability.
  • Each of the embodiments described above is a sewage treatment apparatus that can perform rated operation in a short time after installation, achieves a certain water quality standard, and has a function of purifying sewage with high efficiency. And as one Embodiment of this invention, it can also apply as a temporary toilet unit which enables the flush toilet which has the disinfection and deodorizing function by ozone water.
  • organic wastewater treatment centered on human waste has been described as an example of wastewater.
  • the present invention is not limited to this, and the present invention is also applied to a wastewater treatment apparatus that treats wastewater of organic dyes. it can.
  • the sewage treatment apparatus of the present invention can be applied to decolorization by ozone oxidation, removal of BOD (BIOCHEMICAL OXYGEN DEMAND), COD (CHEMICAL OXYGEN DEMAND), and the like.
  • BOD BIOCHEMICAL OXYGEN DEMAND
  • COD CHEMICAL OXYGEN DEMAND
  • this invention can process various sewage with high efficiency, and has industrial applicability.
  • the temporary toilet unit has an ozone supply device that can supply ozone with an ozone concentration of 15 ppm or more, a nozzle mechanism that can generate ozone bubbles with a diameter of 10 ⁇ m or less, and a sewage inflow section at the bottom, and an atmosphere open section and treatment at the top. And a sealed reaction tank having a water discharge part.
  • the configuration of (1) is characterized in that an ozone decomposition catalyst part and an ozone concentration measuring part are provided in a pipe extension part following the atmosphere opening part above the sealed reaction tank.
  • an ozone sensor that measures the ozone concentration is provided in front of the ozone decomposition catalyst unit, and the ozone supply amount is controlled in accordance with the value of the ozone concentration.
  • a flow rate variable valve is provided in a piping part for supplying oxygen to the ozone supply device, and an ozone sensor for measuring ozone concentration is provided in front of the ozone decomposition catalyst part, The flow rate variable valve is controlled to a predetermined opening degree according to the value of the ozone concentration in front of the ozone decomposition catalyst unit.
  • a filter capable of removing a solid matter of 10 ⁇ m or more is provided in a front piping path portion of the sewage inflow portion at the lower part of the sealed reaction tank.
  • sewage is supplied from a pump having a fine bubble supply turbo mechanism to the sewage inflow portion at the lower part of the sealed reaction tank.
  • a treated water tank for storing treated water is provided after the treated water discharge part, and a part of the treated water is returned to the sealed reaction tank. It is possible to make it possible.
  • an instrument that can measure the quality of the raw water is provided in the piping path, and the ozone concentration, the ozone flow rate, and the pump water supply amount are controlled according to the water quality values. It is characterized by that.
  • the treated water from the treated water discharge section can be used for toilet flushing of a temporary toilet.
  • the treated water from the treated water discharge part is treated with a reverse osmosis filtration membrane having an operation pressure of 1 MPa or less.
  • the structure according to any one of (1) to (10) is characterized in that the entire apparatus is integrated, and is configured to have a shape and weight that can be loaded on a truck bed, and is portable.

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Abstract

仮設トイレユニット１００を、オゾンによって汚水を浄化する反応槽７と、この反応槽７から流出した処理水を貯留する処理水槽１０と、この処理水槽１０に貯留された処理水の一部を反応槽に循環させる循環ライン１０２と、を含んで構成した。また、仮設トイレユニット１００（汚水処理装置）を、反応槽７の気相部におけるオゾン濃度を測定するオゾン濃度測定部と、このオゾン濃度測定部により測定されるオゾン濃度に基づいてオゾン供給装置２を制御する制御部９０と、を含んで構成した。

Description

汚水処理装置
　本発明は、オゾンを使用して汚水処理を行う汚水処理装置に関する。
　河川災害や津波災害発生時等に、停電、断水等でトイレが使用出来なくなる場合や、イベント会場等で既設のトイレだけでは処理能力が不十分な場合や、工事現場で一定期間工事を行う場合に、汚水処理装置としての可搬式仮設トイレをトラック等で現地に持ち込み、設置し、数日間から数週間、場合によっては数ヶ月間使用するのが一般的である。
　この種の技術を開示するものとして例えば特許文献１から３がある。特許文献１には、水洗汚水を浄化してトイレ流し水として再使用する循環式水洗汚水浄化装置に関する技術が記載されている。特許文献２には、公共の場所等、様々な場所に設置される殺菌・消臭機能付き仮設トイレに関する技術が記載されている。特許文献３には、水洗トイレや手洗い等からの使用済み汚水を浄化した後に水洗トイレや手洗い等に供給して再利用する技術が記載されている。
特開２００２－１０２８７４号公報 特開２０１１－２５１０２３号公報 特開２０１１－２１８３１６号公報
　仮設トイレは、一般的に汲み取りトイレ方式であるため、仮設トイレを使用することで溜まった汚物は、貯留タンクが満杯になるとバキュームカーで汲み取り容量を回復させるのが一般的であり、連続使用できる日数が限定される問題があった。また、アンモニアや汚物の臭気についても対策が必要であった。仮設トイレを水洗トイレ化することも可能であるが、汚物貯留タンクがすぐ満杯になるため、水洗化も実質的に難しいという問題もあった。
　この点、特許文献１に記載されるような水洗化を目的とした従来の仮設トイレユニットは、反応槽に散気管等を用いた気泡バッキによる酸素の供給を行い、好気性微生物の生物酸化作用を利用する方式であるため、生物酸化反応速度が遅く、タンク容量が大きくなる欠点があった。また、生物の活性を保つための維持管理や、処理水安定化まで数週間の期間が必要であった。特許文献１では、オゾン酸化による脱色を行っているが、バッキ槽の処理水を濾過した後にオゾンによる脱色を行っているため、新たに脱色槽を設ける必要があった。
　特許文献２は、オゾン発生器で発生したオゾンをトイレボックス内へ放出することで殺菌・消臭機能を有する仮設トイレについて記載されているが、気体のオゾンによる殺菌・脱臭であり、汚水の付いた便器の表面の殺菌や消臭効果は弱いという欠点があった。特許文献３では、オゾン水による浄化を提案しているが、室温でのオゾン水の溶解オゾン濃度が１０ｐｐｍ以下となるため、処理能力に限界があった。また、反応槽上部が大気開放構造であり、閉鎖構造でないので、未反応オゾンが大気中に放出される怖れがある。従って、１０ｐｐｍ以上の高濃度オゾンを使えないことから、短時間に酸化分解処理することが難しかった。また、従来は仮設トイレで発生する汚水処理に関し、安全性や処理性能に問題があるため、生物処理装置を経由することなく、直接オゾンで処理する装置は実用化されておらず、オゾン処理を使用する場合は、汚水処理機能及び可搬性を両立させるという点で改善の余地があった。
　本発明は、コンパクトに構成でき可搬性に優れたオゾン使用汚水処理装置を実現することを目的とする。
　本発明は、閉鎖型の反応槽と、前記反応槽に原水を供給する原水供給ラインと、マイクロレベル以下のオゾン気泡を供給するオゾン供給手段と、前記反応槽から流出した処理水を貯留する貯留槽と、前記貯留槽に貯留された処理水の少なくとも一部を前記反応槽に循環させる循環ラインと、を備える汚水処理装置に関する。
　また、本発明は、閉鎖型の反応槽と、前記反応槽に原水を供給する原水供給ラインと、マイクロレベル以下のオゾン気泡を供給するオゾン供給手段と、前記反応槽の気相部におけるオゾン濃度を測定するオゾン濃度測定部と、前記オゾン濃度測定部により測定されるオゾン濃度に基づいて前記オゾン供給手段を制御する制御部と、を備える汚水処理装置に関する。
　処理水を溜める処理水槽を設けて、当該処理水の一部を前記反応槽に戻すことを可能とすることが好ましい。
　前記反応槽は、下部にノズル機構と汚水流入部を有し、上部に気相部と処理水排出部を有することが好ましい。
　前記オゾン供給手段は、オゾン濃度１５ｐｐｍ以上のオゾンを供給でき、前記ノズル機構は、直径１０μｍ以下のオゾン気泡を発生できることが好ましい。
　前記反応槽の上部の前記気相部に続く管路延長部にオゾン分解触媒部が配置されることが好ましい。
　前記汚水処理装置は、前記オゾン分解触媒部の前に配置され、オゾン濃度を測定するオゾン濃度測定部を備え、該オゾン濃度測定部が測定したオゾン濃度の値に応じて予め定めたオゾン供給量に制御することが好ましい。
　前記汚水処理装置は、前記オゾン供給装置に酸素を供給する経路に配置される流量可変バルブを備え、前記流量可変バルブの開度が調節されることによりオゾン供給量が制御されることが好ましい。
　前記オゾン供給手段は、前記反応槽にオゾン気泡を供給する第１オゾン供給手段と、前記反応槽よりも上流側において、前記原水供給ラインを流通する水にオゾン気泡を供給する第２オゾン供給手段と、を備えることが好ましい。
　前記第２オゾン供給手段は、原水を前記反応槽に送る吸引ポンプであり、オゾン気泡と共に原水を前記反応槽に送り込むことが好ましい。
　前記吸引ポンプは、微細気泡供給ターボ機構を有することが好ましい。
　前記原水供給ラインに１０μｍ以上の固形物を除去可能なフィルタを設けることが好ましい。
　前記汚水処理装置は、前記反応槽の水質、原水の水質及び処理水の水質のうち、少なくとも１つの水質を測定する水質検出部を備え、前記水質検出部の検出結果に基づき、オゾン濃度、オゾン流量及びポンプ送水量の少なくとも１つが調節されることが好ましい。
　処理水を操作圧力１ＭＰａ以下の逆浸透ろ過膜にて処理することが好ましい。
　前記汚水処理装置の装置全体を一体型とし、トラック荷台に積み込み可能な形状及び重量に構成したことが好ましい。
　前記汚水処理装置は、水洗便器を有する仮設トイレを備え、処理水を前記仮設トイレの便器洗浄に利用可能とする仮設トイレユニットとして構成されることが好ましい。
　前記汚水処理装置は、前記反応槽に送る原水を貯留する原水槽と、前記原水槽に送られる前の原水をろ過するソックスフィルタと、を備えることが好ましい。
　本発明によれば、コンパクトに構成でき可搬性に優れたオゾン使用汚水処理装置を実現できる。
本発明の一実施形態に係る仮設トイレユニットのフロー図である。 本発明の一実施形態に係る制御部の電気的な構成を模式的に示すブロック図である。 本発明の一実施形態である仮設トイレユニットに用いられる反応槽の構造図である。 本発明の一実施形態である仮設トイレユニットの構造図である。 本発明の一実施形態である仮設トイレユニットに用いられるノズル機構の構造図である。 第２実施形態の仮設トイレユニットのフロー図である。 第３実施形態の仮設トイレユニットのフロー図である。 第４実施形態の汚水処理装置のフロー図である。
　以下、本発明の汚水処理装置の好ましい実施形態の一例として仮設トイレユニットについて説明する。図１は、本発明の一実施形態（第１実施形態）に係る仮設トイレユニットのフロー図である。なお、以下に説明する本発明に係る仮設トイレユニット（汚水処理装置）に関する実施形態は、本発明を限定するものではない。
＜第１実施形態の仮設トイレユニットの全体構成＞
　まず、第１実施形態の仮設トイレユニット１００について説明する。図１に示すように、第１実施形態の仮設トイレユニット１００は、仮設トイレ１２と、原水槽１６と、オゾン供給装置２と、反応槽７と、処理水槽１０と、制御部９０と、を主要な構成として備える。以下、仮設トイレユニット１００を構成する各構成、構造、機能について説明する。
＜仮設トイレ＞
　まず、処理対象の汚水源となる仮設トイレ１２について説明する。本実施形態の仮設トイレ１２は、水洗便器１３と、水タンク１４と、トイレポンプ１５と、を備える。水洗便器１３には水タンク１４に貯留される便器洗浄水が供給される。水タンク１４には、後述する汚水処理された処理水及び放流水を処理した処理水が供給可能に構成される。トイレポンプ１５は、仮設トイレ１２から排出された汚水を原水槽１６に送る。
　なお、手洗いや洗浄便座に用いる水には、加圧給水ポンプ機能を有し、水道水が供給される水道水タンク（図示省略）から供給される水が使用される。また、トイレポンプ１５としては、異物を粉砕する機能を有する排水圧送ポンプを用いることができる。
＜原水槽＞
　原水槽１６は、トイレポンプ１５から汚水管１５１を通じて送られる汚水及び雑排汚水管１５２を通じて送られる雑排汚水が混合液として貯留される。原水槽１６は、原水供給ライン１８１を介して反応槽７に接続されており、一旦原水槽１６に貯留された汚水が原水供給ライン１８１を通じて反応槽７に送られる。
＜汚水管濾過部としてのフィルタ＞
　トイレポンプ１５から原水槽１６の間を接続する汚水管１５１には異物を除去する手段としてソックスフィルタ１５５が設けられ、汚水はソックスフィルタ１５５によって濾過されて原水槽１６に移送される。本実施形態では、ソックスフィルタ１５５として、濾過精度１１０μｍ、ＢＯＤ６００ｍｇ／Ｌ未満の状態で処理対象の汚水を下流側に送るものが用いられる。なお、原水をろ過する手段としては、ソックスフィルタ１５５に限定されるわけではなく、１００ミクロン程度の通常のフィルタ等、事情に応じて変更することができる。
　原水供給ライン１８１には、自給機能を有する吸引ポンプとしての原水ポンプ１８が配置されており、この原水ポンプ１８によって反応槽下部７１に設けた汚水流入部７４に汚水を圧送する。本実施形態の反応槽７には、１～２０Ｌ／分の汚水を供給可能な自給式ポンプが原水ポンプ１８として用いられる。
　原水ポンプ１８としては、一般的な地上設置型自給タイプを設置するか、又は水中ポンプを原水槽１６内に設置することで、原水を原水槽１６から反応槽７に供給する。なお、後述する第２実施形態で説明するように、原水ポンプ１８の構成は事情に応じて適宜変更できる。
＜原水ライン濾過部としてのフィルタ＞
　フィルタ１７は、原水供給ライン１８１に配置される原水ライン濾過部である。フィルタ１７は、１０ミクロン以下のものが使用される。本実施形態のフィルタ１７は、トイレットペーパーに起因するセルロースを除去可能に構成されている。後述するノズル機構３に設けたノズルに異物が詰まらないように、圧損の比較的小さな１０ミクロン以上の物質をろ過できるものが望ましい。仮設トイレ１２内に設けた水洗便器１３で発生する汚水は、原水槽１６を経てフィルタ１７でろ過後、反応槽下部７１の汚水流入部７４から反応槽７に流入する。
＜原水センサ＞
　原水センサ３１は、反応槽７の入り口で濁度等の汚水（原水）の水質を測定する原水水質測定部である。原水センサ３１はＰＨメータ、導電率計、ＴＯＣメータ、ＤＯメータ等で水質を推定できるものであればよい。なお、原水センサを設置する場所は反応槽７等、配管経路中であれば適宜変更することができる。
＜水量計＞
　本実施形態では、原水供給ライン１８１における原水の供給量を検出する原水センサ３１と汚水流入部７４の間に水量計２９が配置される。水量計２９は、反応槽７に供給する水量を計測するものである。水量計２９によって計測された水量情報は後述する制御部９０に送られる。なお、水量計２９の配置場所は、この場所に限定されるわけではない。例えば、原水供給ライン１８１の原水センサ３１の上流側に水量計２９を配置することもできる。
＜オゾン供給装置＞
　オゾン供給装置２は、オゾン供給管２１０を通じて反応槽７にオゾンを供給するオゾン供給手段である。本実施形態のオゾン供給装置２は、酸素をオゾン発生装置５に送る酸素発生装置４と、酸素からオゾンを生成するオゾン発生装置５と、酸素発生装置４とオゾン発生装置５の間に設けられる流量可変バルブ６と、を含むように構成される。
　酸素発生装置４は、オゾンを生成するための酸素をオゾン発生装置５に供給する酸素供給手段である。オゾン発生装置５は、酸素発生装置４によって供給される酸素から空中放電等の手段によりオゾンを生成する。本実施形態では、エアーテクニカ製、無声放電型オゾン発生器（定格ＡＣ１００Ｖ，６．９Ａ）をオゾン発生装置として使用している。無声放電型オゾン発生器によるオゾン発生量が供給酸素１１Ｌ／分のときに、４０ｇ／時間であったものを使用している。なお、オゾンを生成する方法は事情に応じて適宜変更することができる。なお、酸素発生装置４の代わりに、簡易的には酸素ボンベを使用する事もできる。
　また、本実施形態のオゾン供給装置２は、オゾンの外部への漏出を検出するためのオゾン濃度センサ（図示省略）を更に備える。オゾン濃度センサは、オゾン供給装置２の下部に配置されており、空気よりも比重が重いオゾンを精度良く検出できるようになっている。本実施形態では、オゾン供給装置２に配置されるオゾン濃度センサとしては、ｐｐｂオーダーのオゾンを検出できるものが用いられる。
＜流量可変バルブ＞
　流量可変バルブ６は、酸素発生装置４からオゾン発生装置５に送られる酸素の供給量を調整可能に構成される。酸素発生装置４とオゾン発生装置５の間に設けた流量可変バルブ６の開度を絞り、酸素の供給量を減らすと、オゾン発生量は減少し、オゾン供給装置２から反応槽７へのオゾン供給量が減少する。逆に、流量可変バルブ６の開度を広げると、酸素の供給量は増加し、オゾン供給装置２か ら反応槽７へのオゾン供給量が増加する。
　本実施形態のオゾン供給装置２は、オゾン濃度１５ｍｇ／Ｌ（１５ｐｐｍ）以上のオゾンを反応槽７に供給可能に構成される。オゾン供給装置２から供給されるオゾンは、反応槽７の下部に組み込まれるノズル機構３を通じて反応槽７の内部に送り込まれる。
＜投入オゾン濃度測定センサ＞
　本実施形態では、オゾン供給装置２と反応槽７の間に投入オゾン濃度測定センサ２１が設けられる。投入オゾン濃度測定センサ２１は、反応槽７に供給されるオゾンのオゾン濃度を測定するオゾンセンサである。この投入オゾン濃度測定センサ２１によって後述する残留オゾン濃度測定センサ２２との濃度差に応じたオゾンの最適制御が可能になり、安全で効率のよい仮設トイレの提供が可能になる。
＜反応槽＞
　反応槽７は、その内部で汚水処理を行う閉鎖型反応槽である。以下の説明において「反応槽」とは特に断わらない限り「閉鎖型反応槽」を示すものとする。また、「反応槽下部（閉鎖型反応槽下部）」とは、中央部から最下部までの部位を示し、「反応槽上部（閉鎖型反応槽上部）」とは中央部から最上端部までの部位を示すものとする。また、「閉鎖型」とは、気層部分の大部分が直接大気に開放されていないことをいい、この「閉鎖型」には、例えば、反応層に、封水部を介して外部と連通する部分が形成されたものや、フィルタ等を介して少量の気体を放出可能な排気構造が設けられたものが含まれる。図１に示すように、本実施形態の反応槽７は、ノズル機構３と、残留オゾン濃度測定センサ２２と、オゾン分解触媒部７５と、排出オゾン濃度測定センサ７６と、を含むように構成される。より具体的には、反応槽下部７１に、汚水処理の対象となる汚水（原水）が流入する汚水流入部７４及び後述するオゾン供給装置２から供給されるオゾンが流入するノズル機構３が組み込まれる。また、反応槽上部７２に、残留オゾン濃度測定センサ２２と、オゾン分解触媒部７５と、排出オゾン濃度測定センサ７６と、処理水排出部７７と、が設置される。
＜ノズル機構＞
　ノズル機構３は、オゾン供給装置２からオゾンの供給を受けて１０ミクロン以下の微細気泡として反応槽７内に吐出可能に構成される。ノズル機構３は圧損が比較的小さく、汚水処理対象の原水の汚濁度に合った１ミクロンから１０ミクロン以下の気泡径を発生できるものが望ましいが、原水濃度によって最適なものを選定することができる。なお、ノズル機構の構成の一例について後述する。
　汚水処理の対象である汚水が原水供給ライン１８１からノズル機構３を通じて供給されると、オゾン微細気泡８に接触して酸化され浄化されながら上向流として上昇し、反応槽上部７２に形成される処理水排出部７７より処理水槽１０に送られる。反応槽７の内部では、汚水（原水）は、ノズル機構３から気泡として噴出したオゾンによりその炭水化物、脂質等のＢＯＤ成分、ＣＯＤ成分が酸化作用を受け、加水分解等により低分子化学物質に変化することでＢＯＤ成分、ＣＯＤ成分が低下する。そして処理水として、反応槽７上部に設けた処理水排出部７７から処理水配管９により処理水槽１０へ送られ、処理水槽１０に貯留される。
　なお、反応槽７は、汚水の滞留時間が仮設トイレ１２からの流入水量に応じて所定の時間ごとに調整される。本実施形態では、０．３時間～３時間を目安に流入水量等の各種条件に合わせて運転される。
＜オゾン分解触媒部＞
　オゾン分解触媒部７５は、オゾンを分解してオゾン濃度を低下させるものである。オゾン分解触媒部７５は、反応槽上部７２に形成される気相部７３に続くように接続される管路延長部１１０に配置される。上述のように、オゾン供給装置２によって反応槽７の内部に供給されたオゾンは酸化分解に使用されて消費されるものの、その全てが消費されるわけではなく、オゾン濃度は下がっていても気相部７３に残留オゾン１が発生することがある。残留オゾン１の濃度によってはそのまま大気に放出できない場合もある。オゾン分解触媒部７５は、残留オゾン濃度を大気にそのまま開放できる安全なレベル（１ｐｐｍ）に下げることができるように構成される。本実施形態のオゾン分解触媒部７５に用いられるオゾン分解触媒はゼオライトを主成分とするものであれる。オゾン分解触媒部７５は、望ましい条件として線流速０．６ｍ／秒以下、触媒接触時間は約１秒以上が設定される。また、残留オゾンには、水分が多量に含まれているため、触媒を保温のためヒートジャケット（１８０Ｗヒータ内臓）で被覆し、５０℃以下にならないように調節される。
＜残留オゾン濃度測定センサ＞
　残留オゾン濃度測定センサ２２は、機器の運転の制御のためにオゾン濃度を測定するオゾン濃度測定部である。本実施形態の残留オゾン濃度測定センサ２２は、気相部７３に接続される管路延長部１１０におけるオゾン分解触媒部７５の上流側に配置されており、オゾン分解触媒部７５で酸化分解される前のオゾン濃度を測定する。残留オゾン濃度測定センサ２２はｐｐｍオーダー、例えば０～１００ｐｐｍのオゾンを測定可能なものが用いられる。この残留オゾン濃度測定センサ２２の例としては、光学式の紫外線の吸収スペクトルを計測する方式のエアーテクニカ株式会社製のオゾンガス濃度モニター２００ｇ／Ｎｍ３がある。
＜排出オゾン濃度測定センサ＞
　排出オゾン濃度測定センサ７６は、排出オゾン濃度が環境基準や安全基準に比べて十分な安全性が確保されているかを計測するためにオゾン濃度を測定するオゾン濃度測定部である。本実施形態の排出オゾン濃度測定センサ７６は、気相部７３に接続される管路延長部１１０におけるオゾン分解触媒部７５の下流側に配置されており、オゾン分解触媒部７５で酸化分解された後のオゾン濃度を確認する。即ち、排出オゾン濃度測定センサ７６は、大気に開放される前のオゾン濃度を検出する。排出オゾン濃度測定センサ７６は、少なくとも０ｐｐｍ～５０ｐｐｍの範囲、より好ましくは、ｐｐｂオーダー、例えば０～２５０ｐｐｂの低濃度のオゾンを計測可能なオゾンセンサが用いられる。この排出オゾン濃度測定センサ７６の例としては、計測器に限られるわけではなく、エフアイエス株式会社製のＡ０５１０２０－ＳＰ６１のような半導体式のものを用いることもできる。排出オゾン濃度測定センサ７６によって大気に排出される排ガス１９のオゾン濃度が監視される。排ガス１９のオゾン濃度レベルが一定の値を超えると、報知部としてのアラーム（図示省略）が作動するとともに、装置全体を停止させる制御を行うこともできる。これにより、安全性を更に向上させるフェールセーフが実現される。
＜処理水排出部＞
　処理水排出部７７は、処理水槽１０へ反応槽７で処理した処理水を排出する。本実施形態の処理水排出部７７は、反応槽７の内部に連通している。具体的には、反応槽７の内部は、Ｕ字形状の封水構造部を有する処理水配管９を介して大気に連通している。処理水配管９は、処理水槽１０に処理水を注ぐ配管であり、先端が大気開放されている。
　また、本実施形態の気相部７３には、反応槽７と大気の連通機能を有する連通口７９が設けられている。連通口７９の大きさは、直径数ミリあれば、十分に機能する。オゾンガスが大気中に漏れるのを防止するため、逆止弁を反応槽と大気間に設けることや、Ｕ字管配管に水を溜めておいて、残留オゾンが大気に漏れないよう工夫するエアートラップ（封水）構造とすることも有力な手段である。なお、水位を速やかに安定させる観点では、連通口７９を形成することが好ましいが連通口７９を省略して処理水配管９によって大気に連通する気相部７３を形成することもできる。
＜消泡剤投入口＞
　また、反応槽７には消泡剤投入口２０が配置される。気相部７３には、オゾン気泡のバッキにより、界面活性剤等の影響で微細な泡の発生することが頻繁にある。泡が発生すると、泡が管路を上昇し、排出オゾン濃度測定センサ７６とオゾン分解触媒部７５が濡れ、劣化や誤作動による不具合が発生する可能性 があるため、消泡剤の投入が可能な手段を設けることが望ましい。通常は、系外からの液注入可能なパイプ穴を設けておき、外部から必要に応じて消泡剤を消泡剤投入口２０から気相部７３に注入することが効果的である。
＜処理水センサ＞
　本実施形態の処理水配管９には処理水の水質を測定する処理水水質測定部としての処理水センサ３２が配置される。処理水センサ３２は、ＰＨメータ、導電率計、ＴＯＣメータ、ＤＯメータ等で水質を推定できるものであればよい。なお、処理水センサを設置する場所は反応槽７の処理水排出部７７等適宜変更することができる。
　処理水配管９の圧力損失が発生するため、気相部７３の液面は変化する。このＨ.Ｗ.Ｌ（最大水位）とＬ.Ｗ.Ｌ（最小水位）の変化幅を１００ｍｍ程度になるよう設計することが望ましく、Ｌ.Ｗ.Ｌ（最小水位）は処理水排出部７７の処理水配管９の内径の最下端の高さになる。
　Ｈ.Ｗ.Ｌ（最大水位）を超えて水位が上昇すると、気相部７３に続く管路延長部１１０に水が入り込み、オゾン分解触媒部７５と排出オゾン濃度測定センサ７６が濡れる不具合が発生する可能性がある。従って、Ｈ.Ｗ.Ｌ（最大水位）を超えて水位が上昇すると、ポンプを停止して、原水の供給を止めることも有効な手段である。この場合、液面センサを気相部７３の近傍に設けて検知することにする。
＜処理水槽＞
　処理水槽１０は、反応槽下部７１に設けた汚水流入部７４に圧送された汚水が反応槽７で処理された処理水を貯留する。処理水槽１０に貯留された処理水は、処理水ポンプ１０１によって処理水槽１０に接続される便器洗浄水管１１を通じて便器洗浄水として水タンク１４に供給される。水洗便器１３の便器洗浄水として処理水を再利用することにより、水循環型の仮設トイレとして機能することが可能になる。
　本実施形態では、便器洗浄水管１１に洗浄水ろ過部１０５が設けられる。洗浄水ろ過部１０５は、２台のＲＯ膜淡水浄水器を交互運転する方式が採用される。水タンク１４には、洗浄水ろ過部１０５で処理されたものが便器洗浄水として送られる。
＜放流ポンプ＞
　本実施形態の処理水槽１０は、放流水管２６を通じて系外に処理水の一部を排出する放流ポンプ２４を備える。仮設トイレ１２の使用頻度が増してくると原水槽１６へ手洗い水等の循環水によらない雑排汚水の流入量が増加するため、循環系外に水を排出する水排出フローが可能になっている。水排出フローでは、放流ポンプ２４を利用して放流水として系外に処理水の一部を排出可能になっている。本実施形態では、放流水管２６を通じて放流水を排出する経路には逆浸透ろ過膜２３及び切替弁２５が配置されている。
＜逆浸透ろ過膜＞
　逆浸透ろ過膜２３は、処理水槽１０から放流ポンプ２４により放流水管２６を通じて系外に排出される処理水を処理する。本実施形態では、操作圧力１ＭＰａ以下の低圧逆浸透ろ過膜が用いられる。これによってナノオーダーの微粒子が除去され、透明な放流水として放流されるので、各種環境基準を満たし、法的にも安心安全な仮設トイレとすることが可能である。操作圧力１ＭＰａ以下の低圧逆浸透ろ過膜を使用することにより、海水ほどの浸透圧は無いので、逆浸透ろ過膜２３の操作圧力を１ＭＰａ以下に抑えても有効圧が十分取れるので、ポンプ圧を低く抑え、必要最小限の操作圧で運転することで、イニシャルコストを抑えることができる。
＜切替弁＞
　切替弁２５は、放流水として放流水管２６を通じて放流するか仮設トイレ１２の便器洗浄用として再循環するかを選択できる。切替弁２５によって放流水の一部を便器洗浄用として再循環することで、水の効率的な循環が望まれる場合にも対応でき、利便性を更に向上させることができる。
＜循環処理運転＞
　本実施形態の仮設トイレユニット１００には、循環処理運転法が組み込まれる。仮設トイレ１２では、時間帯によって使用頻度が異なる傾向がある。例えば、仮設トイレ１２は、一般的に、夜間は昼間に比べ使用頻度が低く、流入する汚水も少なくなる。そこで、本実施形態では、処理水槽１０に貯留した処理水を夜間等の使用頻度が低い時間帯に、反応槽に再循環させて更に浄化する方法を採用している。これにより、設備の有効活用が可能である。具体的には、上述の処理水槽１０に設けた循環ポンプ３３によって反応槽７に再循環させることにより実現可能である。
　循環処理運転は、目視によって人手によって運転を切り替えるようにしてもよいし、制御部９０によって所定の条件で制御するようにしてもよい。
＜制御部＞
　制御部９０は、仮設トイレユニット１００の各種の制御を行うコンピュータである。図２は、本発明の一実施形態に係る制御部９０の電気的な構成を模式的に示すブロック図である。図２に示すように、制御部９０は、入力部、出力部及び予め記憶部（図示省略）に記憶されるプログラム等からなり、仮設トイレユニット１００の各構成に電気的に接続されており、各構成の制御を行う。なお、制御部９０は、後述する構造の一例に示すような制御盤２７に収容される（図４参照）。本実施形態の制御部９０は、循環処理運転制御、水質制御及びオゾン供給量制御等の各種の制御を実行可能に構成される。
＜循環処理運転制御＞
　まず、所定の条件として水質を基準にして水質循環処理運転制御を行う場合について説明する。制御部９０は、処理水センサ３２の検出値を取得し、この処理水の水質の数値が所定以下の場合に循環処理運転を行う水質循環処理運転制御を実行する。循環処理運転制御では、処理水ポンプ１０１等の駆動を停止する一方、循環ポンプ３３を駆動して反応槽７を循環させる。
　次に、制御部９０が時間帯に応じて時間循環処理運転制御を行う場合について説明する。制御部９０は、時間情報を出力するタイマを有し、該タイマから時間情報を取得し、時間情報に基づいて循環ポンプ３３の駆動を制御する時間運転制御を実行する。例えば、制御部９０は、使用頻度が低い夜間に循環処理運転が行われるように、循環ポンプ３３の駆動及び処理水ポンプ１０１の停止等の制御を行う。
　以上、循環処理運転制御の一例を示したが、水質循環処理運転制御及び時間循環制御を組み合わせて循環させる構成としてもよい。例えば、夜間の循環処理を行っているときに処理水センサ３２の検出値に基づいて処理水の水質が基準に達した場合に循環処理を停止するような制御としてもよい。
＜水質制御＞
　次に、制御部９０による水質測定に基づいてオゾン濃度及びオゾン流量、ポンプ送水量を制御する水質最適制御について説明する。水質制御では、反応槽７の入り口に設けられる濁度計等の原水の水質を測定する原水センサ３１によって、原水の水質を測定すると共に、処理水配管９に処理水の水質を測定する処理水センサ３２によって処理水の水質を測定する。
　制御部９０は、原水センサ３１の検出値及び処理水センサ３２の検出値に基づいて水質の数値を取得し、この水質の数値に応じてオゾン濃度及びオゾン流量、ポンプ送水量を制御する。例えば、処理水センサ３２の水質が悪い傾向を示した場合はオゾン供給装置２を制御してオゾンの供給量を増やし、水質が十分に基準を達している場合はオゾン供給量を減らすような制御を行う。
＜オゾン供給量制御＞
　次に、制御部９０による残留オゾン及びオゾン供給量の最適制御について説明する。制御部９０は、残留オゾン濃度測定センサ２２の検出値を取得し、オゾン供給装置２からのオゾン供給量を予め定めた値に基づいて制御する。汚水中の有機物濃度（汚染度）が高い場合には、高濃度のオゾンを供給しても、供給されたオゾンの大部分が液相中において汚水の浄化反応（酸化反応）により消費される。一方、汚水の有機物濃度（汚染度）が低い場合には、高濃度のオゾンを供給すると、反応しきれなかったオゾンが反応槽７の気相部７３に到達し、反応槽７から外部に排出されてしまう。反応槽７を含めた仮設トイレユニット１００のコンパクト化を実現する観点からは、気相部７３のオゾン濃度が所定値を超えない範囲で高濃度のオゾンを反応槽７に供給できる構成を実現する必要がある。そこで、制御部９０は、残留オゾン濃度測定センサ２２の検出値に基づいてオゾン濃度が所定値を超えない範囲で高濃度のオゾンを反応槽７に供給する制御を行う。
　また、反応槽７で残留オゾン１の濃度が上昇すると、オゾン分解触媒部７５への負荷が上がり、場合によっては十分な処理ができないおそれがある。また、オゾンが過剰に投入されることから、装置全体の運転効率が下がることになる。そこで、オゾン分解触媒部７５の前に設ける残留オゾン濃度測定センサ２２の値に応じてオゾン供給装置２からのオゾン供給量を予め定めた値に制御することにより、オゾン分解触媒部７５の過剰な負荷及びオゾンの過剰供給を防止することができ、安全で省エネを達成する運転が可能となる。
　オゾン供給装置２で供給するオゾンの供給量調整は、酸素発生装置４又はオゾン発生装置５又はその両方を制御することで行うことができる。例えば、残留オゾン濃度測定センサ２２の値に応じて酸素発生装置４の酸素発生量を、制御することにより同様の効果を上げることが可能である。また、残留オゾン濃度測定センサ２２の値に応じてオゾン発生装置５のオゾン発生量を制御することにより同様の効果を上げることが可能である。
＜バッチ運転制御＞
　また、制御部９０は、バッチ運転制御も可能になっている。例えば、反応槽７に所定量の原水を送り込んだ状態で原水ポンプ１８の駆動を停止し、オゾン供給装置２によるオゾンの供給を開始する。オゾン供給装置２によるオゾンの供給は、汚水処理が完了するまで継続される。また、本実施形態では、上述の＜オゾン供給量制御＞を行いつつバッチ処理を行うことによって、バッチ処理を行う場合でも、オゾン量が過剰に供給される事態が防止されている。バッチ処理の完了タイミングは、時間、水質、残留オゾン濃度又はこれらの組み合せ等に基づいて判定する。例えば、時間、水質の基準値、残留オゾン濃度が所定以上の数値になると、バッチ処理が完了したと判定することができる。
＜水量制御＞
　また、制御部９０は、水量計２９が検出した水量情報に基づいて原水ポンプ１８等を制御して反応槽７に供給する投入汚水量を増減させることができる。例えば、上記＜オゾン供給量制御＞と組み合わせて投入オゾンと原水の供給量（汚濁物質量）のバランスをとって十分に処理できていないときは水量を減らしたり、処理できる余裕がある場合は水量を増やしたりすることができる。これによって、反応速度が速い場合でも実際の状況に応じて精密な制御が可能となり、より高効率に運転を行うことができる。
＜各制御の組み合せ＞
　上述した循環処理運転制御、水質制御、オゾン供給制御、バッチ運転制御及び水量制御は、組み合せて行うことができる。例えば、バッチ処理を行った後に水質が環境基準に適合しない場合には循環処理運転を行って再度汚水処理を行うような構成とすることもできる。また、循環処理運転制御を行いながら、原水センサ３１、処理水センサ３２及び残留オゾン濃度測定センサ２２の検出値を監視し、これらの検出値に基づいてオゾン供給量を設定することもできる。また、循環処理運転については、人手によって切り替える構成とした上で、水質制御又はオゾン供給制御又はその両方を組み合せた制御を行う構成としてもよい。また、循環処理運転制御、水質制御オゾン供給制御、バッチ運転制御及び水量制御の何れか１つのみの制御を行う構成としてもよい。このように、上述した制御は組み合せて使用することができる。
　以上説明した第１実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
　本実施形態の汚水処理装置としての仮設トイレユニット１００を、オゾンによって汚水を浄化する反応槽７と、この反応槽７から流出した処理水を貯留する処理水槽１０と、この処理水槽１０に貯留された処理水の一部を反応槽に循環させる循環ライン１０２と、を含んで構成した。これにより、反応槽７で浄化された処理水の一部を再び反応槽７に循環させて処理水を更に浄化できる。よって、比較的容量の小さい反応槽７を用いた場合であっても、汚水を好適に浄化できるので、可搬性に優れたコンパクトな仮設トイレユニット１００（汚水処理装置）を実現できる。
　汚水中の有機物濃度（汚染度）が高い場合には、高濃度のオゾンを供給しても、供給されたオゾンの大部分が液相中において汚水の浄化反応（酸化反応）により消費される。一方、汚水の有機物濃度（汚染度）が低い場合には、高濃度のオゾンを供給すると、反応しきれなかったオゾンが反応槽の気相に到達し、反応槽７から外部に排出されてしまう。そこで、仮設トイレユニット１００（汚水処理装置）を、反応槽７の気相部におけるオゾン濃度を測定する残留オゾン濃度測定センサ２２（オゾン濃度測定部）と、この残留オゾン濃度測定センサ２２により測定されるオゾン濃度に基づいてオゾン供給装置２を制御する制御部９０と、を含んで構成した。これにより、反応槽７の気相部のオゾン濃度を監視し、気相部７３のオゾン濃度が所定値を超えない範囲で高濃度のオゾンを反応槽７に供給できるので、反応槽７における浄化能力を高めつつ、外部への所定値を超えるオゾンの排出を防げる。よって、汚水処理装置を、高性能かつ安全性高く構成できるので、可搬性に優れたコンパクトな汚水処理装置を実現できる。
　本実施形態では、オゾン分解触媒部７５の前に配置される残留オゾン濃度測定センサ２２の検出値を用いるので、処理後の気相部の状態を応答性良くオゾンの供給量に反映することができ、現実の状況に即した高精度な運転制御を実現できる。
　なお、気相部のオゾン濃度を検出する手段として、残留オゾン濃度測定センサ２２の代わりに排出オゾン濃度測定センサ７６の検出値に基づいて同様の制御を行う構成としてもよい。排出オゾン濃度測定センサ７６の検出値を利用することで、排出されるガスのオゾン濃度をより厳密に検出することができる。本構成も、安全性をより一層向上させるという観点で有効である。
　一般的には、日本下水道事業団の平成２１年発行「オゾン処理技術の技術評価に関する報告書」に報告されているように、活性汚泥法に代表される生物処理後の処理水についてオゾンを適用することが知られているが、本実施形態によれば、生物処理を受けていない原水に直接オゾンを適用する技術について、安全でかつ良好な処理が可能な処理装置を実現できるのである。更に、本実施形態の構成によって実現させる「処理性能について」は、条件にもよるが、オゾン気泡径１０ミクロン以下、オゾン濃度５０ｐｐｍ、オゾン流量１０Ｌ／分のオゾンを供給することにより、原水ＢＯＤ２００ｐｐｍを処理水ＢＯＤ２０ｐｐｍに除去率９０％で運転することが可能である。原水の反応槽滞留時間は０．５時間から８時間であったが、時間を掛ければ除去率９０％を達成できることができる。
　また、本実施形態の反応槽７は、下部にノズル機構３と汚水流入部７４を有し、上部に気相部７３と処理水排出部７７と、を有する。これによって、特別な処理を施すことなくオゾン気泡が反応槽７の下部から上方に進ませて汚水処理を効率的にすることができる。また、処理水排出部７７を上部に配置することによって、オーバーフローによって処理水を反応槽７の外側に自然に排出することができ、処理水を排出する構造をシンプルに実現することができる。
　また、本実施形態のオゾン供給装置２は、オゾン濃度１５ｐｐｍ以上のオゾンを供給でき、ノズル機構３は、直径１０μｍ以下のオゾン気泡を発生できる。一般的には、日本下水道事業団の平成２１年発行「オゾン処理技術の技術評価に関する報告書」に記述があるように、活性汚泥法に代表される生物処理後の処理水について、オゾン濃度は５～１５ｐｐｍ程度のオゾンを適用することが知られている。本実施形態においては、オゾンは原水に直接作用させることから、オゾン供給装置２から、反応槽７の下部に設けたノズル機構３経由で、反応槽７にオゾン濃度１５ｐｐｍ以上 の高濃度で供給することで、短時間で汚水処理することが可能となる。
　また、反応槽上部７２の気相部７３に続く管路延長部１１０にオゾン分解触媒部７５が配置されるので、残留オゾンがそのまま外部に排出される事態を防止できる。
　また、仮設トイレユニット１００は、オゾン分解触媒部７５の前に配置され、オゾン濃度を測定する残留オゾン濃度測定センサ（オゾン濃度測定部）２２を備え、該残留オゾン濃度測定センサ２２が測定したオゾン濃度の値に応じて予め定めたオゾン供給量に制御する。これによって、オゾン分解触媒部７５に送り込む量又はオゾン分解触媒部７５で処理された後の残留オゾン濃度に基づいてオゾン供給量が調節されるので、反応槽７の外部に排出される排ガスのオゾン濃度を実際の状況に応じて精密にコントロールすることができる。
　また、仮設トイレユニット１００は、オゾン供給装置２に酸素を供給する経路に配置される流量可変バルブ６を備え、流量可変バルブ６の開度が調節されることによりオゾン供給量が制御される。流量可変バルブ６の開度を調節するというシンプルな処理でオゾン供給量を精密にコントロールできる構成を実現できる。
　また、原水供給ラインに１０μｍ以上の固形物を除去可能なフィルタ１７を設けるように構成される。これによって、原水から１０μｍ以上の固形物が除去されるので、原水が流入する部分やオゾンを発生させる部分等に詰まりが生じる事態を効果的に防止することができる。
　仮設トイレユニット１００は、原水の水質を測定する原水水水質検出部としての原水センサ３１及び処理水の水質を測定する処理水水質検出部としての処理水センサ３２を備え、原水センサ３１及び処理水センサ３２の水質の数値に応じて、オゾン濃度、オゾン流量及びポンプ送水量の少なくとも１つが調節される。これによって、実際の水質に応じてオゾン量を適切に制御することができ、より効率の良い運転が可能となる。
　なお、原水センサ３１の検出値及び処理水センサ３２の両方を利用する構成に限らず、原水センサ３１の検出値及び処理水センサ３２の検出値の何れか一方の値に基づいてオゾン濃度、オゾン流量及びポンプ送水量の少なくとも１つを調節する構成や、反応槽７の内部の水質を測定するセンサを反応槽水質検出部として配置し、反応槽７内部の水質に基づいてオゾン濃度、オゾン流量及びポンプ送水量の少なくとも１つを調節する構成や、反応槽７の水質の検出結果を上記原水の水質の検出結果や処理水の水質の検出結果と組み合わせる構成等、事情に応じて適宜変更することができる。
　また、処理水が操作圧力１ＭＰａ以下の逆浸透ろ過膜２３又は洗浄水ろ過部１０５にて処理される。これによって、処理水の水質を更に向上させることができるので、系外への放流又は便器洗浄水としての利用等、処理水の適用範囲を広げることができる。
　仮設トイレユニット１００の装置全体を一体型とし、トラック荷台に積み込み可能な形状及び重量に構成されている。循環処理又はバッチ処理によって反応槽７の大型化を回避でき、仮設トイレユニット１００のコンパクト化を実現できる。
　仮設トイレユニット１００は、仮設トイレを備え、処理水排出部７７からの処理水を仮設トイレ１２の便器洗浄に利用可能に構成される。これによって、便器洗浄水を処理して再利用できるので、可搬性を維持しつつ、仮設トイレ１２を水洗トイレ化することができる。
　仮設トイレユニット１００は、反応槽７に送る原水を貯留する原水槽１６と、原水槽１６に送られる前の原水をろ過するソックスフィルタ１５５と、を備える。これによって、ソックスフィルタ１５５によって異物が除去された原水が貯留される原水槽１６から原水を反応槽７に送ることができるので、循環処理やバッチ処理の際の待機時間に原水を原水槽１６にバッファさせることができる。
　次に、第１実施形態の仮設トイレユニット１００に適用される反応槽７及びノズル機構３の構造例について図３及び図４を参照して説明する。図３は、本実施形態の仮設トイレユニット１００に用いられる反応槽７の構造を示す図である。図４は、本発明の一実施形態である仮設トイレユニット１００の構造図である。
＜反応槽の構造例＞
　図３には、本発明の汚水処理装置としての仮設トイレユニット１００が備える反応槽７の構造例が示される。図３に示される反応槽７は、その材質がオゾンに耐性のある材料、例えばステンレス製となっており、その容量は０．０６～１．０ｍ３である。図３に示すように、反応槽７の中央部は、直径０．４ｍ、高さ０．７ｍの円筒状に構成される。また、反応槽７の中央部には、のぞき窓７８が円筒の周面に２箇所設けられ、反応槽７内部の状況を目視確認できるようになっている。のぞき窓７８の直径は０.３ｍに設定されている。また、反応槽７の中央部の下側及び上側は、いずれも略円錐状のコーン形状となっている。また、気相部７３の近傍に、外部に続く連通管７１０を設け、水位を外部から監視できる構造とすることが有効な手段である。 管路延長部１１０にはサンプルコック２８が配置されている。
＜ノズル機構の構造例＞
　ところで、ノズル径について安全性、経済性、処理性能の観点から、現時点の技術レベルで経済性にあったものを選定しているが、気泡径は小さければ小さいほど処理性能は良くなることが分かっている。オゾン気泡径１０ミクロン以下であれば、従来技術と比べて有利になるが、１ミクロンのノズルと１０ミクロンのノズルを併用することにより、１ミクロンのノズルが詰まっても、１０ミクロンのノズルが詰まるまでには時間を要することが実験により判明したため、径の違うものを複数本用意することで、更に、処理の安定を図ることが可能となる。１０ミクロン以下の複数種類の穴径を有する組み合わせも可能である。例えば、気孔径１０ミクロン仕様を５本、気孔径３ミクロン仕様を５本等、適宜、液の性状や目標水質に応じて組み合わせることにより、穴詰まりを防ぎ、性能のばらつきに 対応することが可能になる。更に、ノズル機構３の取付け方向も、水平方向と垂直方向の組み合わせも可能であり、目詰まり防止と、均一な気泡の発生を可能にする。
　図５は、本発明の一実施形態である仮設トイレユニット１００に用いられるノズル機構の構造図である。図５に例示されるノズル機構３は、セラミック散気管３１０（直径２０ｍｍ長さ１５０ｍｍ）、気孔径１０ミクロン仕様を水平方向に２本設置し、ＳＰＧ散気管３２０（直径１０ｍｍ長さ２００ｍｍ）、気孔径３ミクロン仕様を６本鉛直方向に上向きに設置される。オゾン気泡がノズルごとに吐出部位ごとに水深が少しずつ異なるように設置することで、水中に吐出するときのオゾン吐出圧が変化するので、目詰まり防止に効果がある。
　この構造例のノズル機構３では、複数本のセラミック製ノズル及びＳＰＧ（Ｓｈｉｒａｓｕ　Ｐｏｒｏｕｓ　Ｇｌａｓｓ)膜製ノズルの両方を組み合せて構成される。セラミック製ノズルとＳＰＧ膜製ノズルを併用することで、膜表面の濡れ性や表面エネルギーの違いにより、汚れに起因する閉塞への対応を効果的にできる。即ち、セラミック製ノズルとＳＰＧ膜製ノズルを併用することにより、より一層性能を安定化させることができる。
　また、本構造例では、ノズル機構３から送り出されるオゾン気泡のサイズ及びオゾン気泡が吐出される方向を異ならせることができ、反応槽７の内部でオゾン気泡が撹拌されてより一層高い洗浄性能を獲得することができる。
＜可搬式仮設トイレ＞
　図４に示すように、反応槽７の周辺機器を可能な限り一体に組み込み、トラック荷台に積み込んだ状態で、道路交通法に準拠し、公道を走行可能な寸法、重量とする可搬式仮設トイレユニットとすることで、移動後組立作業を最小限に抑えることが可能になり、利便性が高められる。本ユニットには、制御部９０が内蔵される制御盤２７も含まれる。実施例に示す仮設ユニットは、４トントラックの荷台に積み込み可能な設計となっている。
＜第２実施形態の仮設トイレユニットの全体構成＞
　図６は、第２実施形態の仮設トイレユニット２００のフロー図である。なお、以下の説明において上記実施形態と同様の構成については同じ符号を付してその説明を省略することがある。
　第２実施形態では、原水ポンプ１８に微細気泡供給ターボ機構を有するポンプを用いている。この原水ポンプ１８が、第１オゾン供給手段としてのオゾン供給装置２に加えて第２オゾン供給手段として機能する。
　微細気泡供給ターボ機構を有するポンプは吸引ポンプであり、原水槽１６から反応槽７に原水を移送する原水ポンプ１８である。第２実施形態では、オゾンをオゾン供給装置２から原水ポンプ１８に供給する配管としてオゾン供給管２１１が接続される。このオゾン供給管２１１を通じてオゾン発生装置５（オゾン供給装置２）からオゾンが原水ポンプ１８に供給される。原水ポンプ１８は、その内部でナノサイズ（数ナノメートル）の気泡を発生することが可能であり、オゾン酸化処理の高性能化を実現可能なものが用いられる。例えば、ニクニ製インバーター制御の渦流ターボミキサーポンプ（ＫＴＭ25ＮＤ15ＺＥ）、ＡＣ２００Ｖ、１．５Ｋｗが第２実施形態の原水ポンプ１８として用いることができる。
　第２実施形態では、第１オゾン供給手段としてのオゾン供給装置２からノズル機構３を介して反応槽７に供給されるオゾン気泡はマイクロレベルであり、原水ポンプ１８から反応槽７に送られるキャビテーションを利用したオゾン気泡はナノレベルとなっており、気泡のサイズが異なるように構成されている。このように、オゾン気泡のサイズを異ならせることにより、オゾン気泡による汚水の処理をより効果的に行うことができる。
　更に、オゾン供給装置２から供給されるオゾン気泡においても、＜ノズル機構の構造例＞で示したように、オゾン気泡を生じさせる径を異ならせることにより、オゾン気泡のサイズの多様性をより向上させることができ、種々のサイズのオゾン気泡によって洗浄効果をより一層高めることができる。即ち、原水ポンプ１８（渦流ターボミキサーポンプ）のキャビテーションによるナノレベルのオゾン気泡と、ノズル機構３（セラミック散気管３１０及びＳＰＧ散気管３２０）による異なる径のマイクロレベルのオゾン気泡と、組み合わされることによって、オゾン気泡のサイズの多様性がより一層確保され、汚水処理の洗浄効果をより一層高めることができる。
　以上説明した第２実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
　第２実施形態のオゾン供給手段は、反応槽７にオゾン気泡を供給する第１オゾン供給手段としてのオゾン供給装置２と、反応槽７よりも上流側において、原水供給ライン１８１を流通する水にオゾン気泡を供給する第２オゾン供給手段としての原水ポンプ１８と、を備える。これにより、オゾン発生装置５（オゾン供給装置２）からオゾンの供給を受けて超微細気泡（気泡径１ミクロン以下）を発生させて、オゾン酸化作用を強化することが可能である。実際に汚水供給量を１～１５L／分で運転し、良好な結果を得た。
　また、第２実施形態では、第２供給手段としての原水ポンプ１８は、吸引ポンプであり、オゾン気泡と共に原水を前記反応槽に送り込むように構成される。これによって、反応槽７の手前でオゾンを原水に注入でき、オゾンと共に反応槽７に原水が送り込まれることになるので、処理効率を更に向上させることができる。
　原水ポンプ１８は、微細気泡供給ターボ機構を有する。これによって、キャビテーションを利用することで、ナノレベルのオゾン気泡を生じさせることができ、より一層オゾン酸化作用を強化することができる。
＜第３実施形態の仮設トイレユニットの全体構成＞
　図７は、第３実施形態の仮設トイレユニット３００のフロー図である。第３実施形態では、反応槽７に供給される原水をバッチ処理によって汚水処理を行う点が上記実施形態と異なっている。
　第３実施形態の仮設トイレユニット３００は、反応槽７に所定量の原水を送り込んだ状態で原水ポンプ１８の駆動を停止し、オゾン供給装置２によるオゾンの供給を開始する。オゾン供給装置２によるオゾンの供給は、汚水処理が完了するまで継続される。バッチ処理の完了タイミングは、第１実施形態の＜バッチ運転制御＞と同様に、時間、水質、残留オゾン濃度又はこれらの組み合せ等に基づいて判定することができる。第３実施形態においても、第１実施形態で説明した＜オゾン供給量制御＞を行いつつバッチ処理が行われる。これにより、バッチ処理によってオゾンをある程度の時間供給する場合であっても、オゾンが過剰に供給される事態を確実に防止することができる。
　バッチ処理が完了すると、反応槽７の内部に連通する処理水配管３０９を通じて処理水槽１０に処理水を送る。本実施形態では、重力を利用して処理水を処理水槽１０に送る。処理水配管３０９に電磁バルブを配置し、制御部９０によって電磁バルブの開閉を行う構成としてもよい。なお、処理水を処理水槽１０に送る構成としてポンプを配置し、ポンプを利用して処理水を圧送する構成や、第１実施形態と同様にオーバーフローを利用して所定量、処理水槽１０に送る構成等にすることもできる。バッチ処理によって反応槽７の大型化を回避することができ、装置構成の可搬性及びコンパクト化が実現される。
＜第４実施形態の汚水処理装置の全体構成＞
　次に仮設トイレ以外に本発明を適用した例について説明する。図８は、本発明の一実施形態に係る汚水処理装置５００のフロー図である。図８に示す汚水処理装置５００は、仮設トイレ以外の汚水、例えばシャワー等の汚水を処理するためのものである。第１実施形態とは、仮設トイレ１２等のトイレに関わる構成が省略されている点が異なっている。第４実施形態においても循環処理運転及びバッチ処理を実行できるように構成される。なお、循環処理運転のみを行うようにしてもよいし、バッチ処理のみを行う構成としてもよい。何れの場合においても、コンパクトに構成できて可搬性に優れた汚水処理装置を実現することができる。
　本技術では、１５～８０ｐｐｍのオゾン濃度で運転することが経済性、安全性と処理性能面からみて望ましいが、経済性、安全性が担保できれば、必ずしもオゾン濃度は上限を定める必要はなく、オゾン濃度は高ければ高いほど短時間で処理が可能となる。
　以上説明した実施形態は、何れも、設置後、短期間に定格運転可能で、一定の水質基準を達成し、高効率に汚水を浄化する機能を有する汚水処理装置である。そして、本発明の一実施形態としてオゾン水による殺菌・消臭機能を有する水洗トイレ化を可能とする仮設トイレユニットとして適用することもできる。
　また、上記実施形態では、汚水として、し尿を中心とした有機系の排水処理を例に説明したが、これに限られず、有機系染料の汚水を処理する汚水処理装置等にも本発明を適用できる。例えば、オゾン酸化による脱色や、ＢＯＤ（ＢＩＯＣＨＥＭＩＣＡＬ　ＯＸＹＧＥＮ　ＤＥＭＡＮＤ）、ＣＯＤ（ＣＨＥＭＩＣＡＬ　ＯＸＹＧＥＮ　ＤＥＭＡＮＤ）の除去等に本発明の汚水処理装置を適用することができる。このように本発明は、種々の汚水を高効率に処理でき、産業上の利用可能性を有するものである。
　また、上記実施形態から、少なくとも仮設トイレユニットにおいて、以下の技術思想を把握することができる。
　（１）仮設トイレユニットは、オゾン濃度１５ｐｐｍ以上のオゾンを供給できるオゾン供給装置と、下部に直径１０μｍ以下のオゾン気泡を発生できるノズル機構と汚水流入部を有し、上部に大気開放部と処理水排出部を有する密閉型反応槽とを備えることを特徴とする。
　（２）（１）の構成において、前記密閉型反応槽上部の前記大気開放部に続く管路延長部に、オゾン分解触媒部とオゾン濃度測定部を有することを特徴とする。
　（３）（２）の構成において、前記オゾン分解触媒部の前にオゾン濃度を測定するオゾンセンサを設け、オゾン濃度の値に応じて予め定めたオゾン供給量に制御することを特徴とする。
　（４）（２）又は（３）の構成において、前記オゾン供給装置に酸素を供給する配管部に流量可変バルブを設け、前記オゾン分解触媒部の前にオゾン濃度を測定するオゾンセンサを設け、流量可変バルブを前記オゾン分解触媒部の前のオゾン濃度の値に応じて予め定めた開度に制御することを特徴とする。
　（５）（１）から（４）の何れかの構成において、前記密閉型反応槽下部の前記汚水流入部の前配管路部に、１０μｍ以上の固形物を除去可能なフィルタを設けたことを特徴とする。
　（６）（１）から（５）の何れかの構成において、前記密閉型反応槽下部の前記汚水流入部に、微細気泡供給ターボ機構を有するポンプから汚水を供給することを特徴とする。
　（７）（１）から（６）の何れかの構成において、前記処理水排出部の後に処理水を溜める処理水槽を設けて、当該処理水の一部を前記密閉型反応槽に戻すことを可能とすることを特徴とする。
　（８）（１）から（７）の何れかの構成において、配管経路内に原水の水質を測定できる計器を設け、水質の数値に応じて、オゾン濃度及びオゾン流量、ポンプ送水量を制御することを特徴とする。
　（９）（１）から（８）の何れかの構成において、前記処理水排出部からの処理水を仮設トイレの便器洗浄に利用可能とすることを特徴とする。
　（１０）（１）から（９）の何れかの構成において、前記処理水排出部からの処理水を、操作圧力１ＭPa以下の逆浸透ろ過膜にて処理することを特徴とする。
　（１１）（１）から（１０）の何れかの構成において、装置全体を一体型とし、トラック荷台に積み込み可能な形状及び重量に構成することで可搬式にしたことを特徴とする。
　１　残留オゾン
　２　オゾン供給装置（オゾン供給手段）
　３　ノズル機構
　３１０　セラミック散気管
　３２０　ＳＰＧ散気管
　４　酸素発生装置
　５　オゾン発生装置
　６　流量可変バルブ
　７　反応槽（閉鎖型の反応槽）
　７１　反応槽下部
　７２　反応槽上部
　７３　気相部
　７４　汚水流入部
　７５　オゾン分解触媒部
　７６　排出オゾン濃度測定センサ（オゾン濃度測定部）
　７７　処理水排出部
　７８　のぞき窓
　７９　連通口
　７１０　連通管
　８　オゾン微細気泡
　９　処理水配管
　１０　処理水槽（貯留槽）
　１０１　処理水ポンプ
　１１　便器洗浄水管
　１２　仮設トイレ
　１３　水洗便器
　１４　水タンク
　１５　トイレポンプ
　１５１　トイレポンプ配管
　１５５　ソックスフィルタ
　１６　原水槽
　１７　フィルタ
　１８　原水ポンプ（吸引ポンプ）
　１８１　原水ポンプ配管（原水供給ライン）
　１９　排ガス
　２０　消泡剤投入口
　２１　投入オゾン濃度測定センサ
　２２　残留オゾン濃度測定センサ（オゾン濃度測定部）
　２３　逆浸透ろ過膜
　２４　放流ポンプ
　２５　切替弁
　２６　放流水管
　２７　制御盤
　２８　サンプリング用コック
　２９　水流量計
　３０　便器洗浄水管
　３１　原水センサ（水質検出部）
　３２　処理水センサ（水質検出部）
　３３　循環ポンプ
　１００　仮設トイレユニット（汚水処理装置）

Claims (17)

  1. 　閉鎖型の反応槽と、
    　前記反応槽に原水を供給する原水供給ラインと、
    　マイクロレベル以下のオゾン気泡を供給するオゾン供給手段と、
    　前記反応槽から流出した処理水を貯留する貯留槽と、
    　前記貯留槽に貯留された処理水の少なくとも一部を前記反応槽に循環させる循環ラインと、を備える汚水処理装置。
  2. 　閉鎖型の反応槽と、
    　前記反応槽に原水を供給する原水供給ラインと、
    　マイクロレベル以下のオゾン気泡を供給するオゾン供給手段と、
    　前記反応槽の気相部におけるオゾン濃度を測定するオゾン濃度測定部と、
    　前記オゾン濃度測定部により測定されるオゾン濃度に基づいて前記オゾン供給手段を制御する制御部と、を備える汚水処理装置。
  3. 　処理水を溜める処理水槽を設けて、当該処理水の一部を前記反応槽に戻すことを可能とする請求項２に記載の汚水処理装置。
  4. 　前記反応槽は、
    　下部にノズル機構と汚水流入部を有し、
    　上部に気相部と処理水排出部を有する請求項１から３の何れかに記載の汚水処理装置。
  5. 　前記オゾン供給手段は、オゾン濃度１５ｐｐｍ以上のオゾンを供給でき、
    　前記ノズル機構は、直径１０μｍ以下のオゾン気泡を発生できる請求項４に記載の汚水処理装置。
  6. 　前記反応槽の上部の前記気相部に続く管路延長部にオゾン分解触媒部が配置される請求項４又は５に記載の汚水処理装置。
  7. 　前記オゾン分解触媒部の前に配置され、オゾン濃度を測定するオゾン濃度測定部を備え、該オゾン濃度測定部が測定したオゾン濃度の値に応じて予め定めたオゾン供給量に制御する請求項６に記載の汚水処理装置。
  8. 　前記オゾン供給手段に酸素を供給する経路に配置される流量可変バルブを備え、前記流量可変バルブの開度が調節されることによりオゾン供給量が制御される請求項１から７に記載の汚水処理装置。
  9. 　前記オゾン供給手段は、
    　前記反応槽にオゾン気泡を供給する第１オゾン供給手段と、
    　前記反応槽よりも上流側において、前記原水供給ラインを流通する水にオゾン気泡を供給する第２オゾン供給手段と、を備える請求項１から８の何れかに記載の汚水処理装置。
  10. 　前記第２オゾン供給手段は、原水を前記反応槽に送る吸引ポンプであり、オゾン気泡と共に原水を前記反応槽に送り込む請求項９に記載の汚水処理装置。
  11. 　前記吸引ポンプは、微細気泡供給ターボ機構を有する請求項１０に記載の汚水処理装置。
  12. 　前記原水供給ラインに１０μｍ以上の固形物を除去可能なフィルタを設けた請求項１から１１の何れかに記載の汚水処理装置。
  13. 　前記反応槽の水質、原水の水質及び処理水の水質のうち、少なくとも１つの水質を測定する水質検出部を備え、
    　前記水質検出部の検出結果に基づき、オゾン濃度、オゾン流量及びポンプ送水量の少なくとも１つが調節される請求項１から１２の何れかに記載の汚水処理装置。
  14. 　処理水を操作圧力１ＭＰａ以下の逆浸透ろ過膜にて処理する請求項１から１３の何れかに記載の汚水処理装置。
  15. 　装置全体を一体型とし、トラック荷台に積み込み可能な形状及び重量に構成することで可搬式にした請求項１から１４の何れかに記載の汚水処理装置。
  16. 　水洗便器を有する仮設トイレを備え、
    　処理水を前記仮設トイレの便器洗浄に利用可能とする仮設トイレユニットとしての請求項１から１５の何れかに記載の汚水処理装置。
  17. 　前記反応槽に送る原水を貯留する原水槽と、
    　前記原水槽に送られる前の原水をろ過するソックスフィルタと、
    を備える請求項１６に記載の汚水処理装置。
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