特許 6709894 トイレ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6709894

(24)【登録日】2020年5月28日

(45)【発行日】2020年6月17日

(54)【発明の名称】トイレ装置

(51)【国際特許分類】

   E03D 5/016 20060101AFI20200608BHJP

   A47K 11/03 20060101ALI20200608BHJP

   C02F 11/04 20060101ALI20200608BHJP

   C02F 3/04 20060101ALI20200608BHJP

   C02F 3/10 20060101ALI20200608BHJP

   C02F 3/00 20060101ALI20200608BHJP

【ＦＩ】

   E03D5/016

   A47K11/03

   C02F11/04 ZZAB

   C02F3/04

   C02F3/10 A

   C02F3/00 A

【請求項の数】5

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2017-217444(P2017-217444)

(22)【出願日】2017年11月10日

(65)【公開番号】特開2019-90161(P2019-90161A)

(43)【公開日】2019年6月13日

【審査請求日】2018年9月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】511246223

【氏名又は名称】株式会社脇山製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100099508

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 久

(74)【代理人】

【識別番号】100182567

【弁理士】

【氏名又は名称】遠坂 啓太

(74)【代理人】

【識別番号】100197642

【弁理士】

【氏名又は名称】南瀬 透

(72)【発明者】

【氏名】脇山 和人

【審査官】 油原 博

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−０５７７６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０５−０９５７００（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 登録実用新案第３１７３９７２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００３−０５３３６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１７２５３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６１０００８１（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０３Ｄ ５／０１６

Ａ４７Ｋ １１／０３

Ｃ０２Ｆ ３／００

Ｃ０２Ｆ ３／０４

Ｃ０２Ｆ ３／１０

Ｃ０２Ｆ １１／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

便器からの汚物を処理した処理水を、前記便器から汚物を排出する洗浄水に再利用するために、前記処理水を分解処理する微生物が着床する担体が充填され、前記処理水を前記担体の上方から散水する散水管を有する反応槽を備え、
前記担体のサイズは、前記反応槽の上層が下層側より大きく形成され、
前記反応槽には、前記担体中に空気を送り込むための散気管が配置され、
前記散気管は、前記反応槽の下端から上方に向かって延びるように配置されたトイレ装置。

【請求項2】

前記担体は、層ごとに圧縮された複数層により形成された請求項１記載のトイレ装置。

【請求項3】

前記複数層のうち上層の担体層は、非圧縮層である請求項２記載のトイレ装置。

【請求項4】

前記散気管の周囲の担体は、前記散気管との距離が近い方のサイズが大きい請求項１記載のトイレ装置。

【請求項5】

前記散気管は、前記便器からの汚物を貯留する受入槽、前記受入槽からの汚物を微生物により分解処理する分解槽、前記分解槽により汚物が分解された処理水から残留物を沈降させて分離する沈降槽の少なくともいずれかからの送気管に接続された請求項１から４のいずれかの項に記載のトイレ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、排泄物やトレットペーパーなどの汚物を微生物により分解させるトイレ装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

便器からの汚物を微生物により分解処理させるトイレ装置が知られている。
例えば、特許文献１には、生物処理槽内に、好気性菌による好気処理を行うための好気処理領域と、嫌気性菌による嫌気処理を行うための嫌気処理領域とを区画する隔壁が、その下部において、好気処理領域と嫌気処理領域とが連通しているバイオトイレシステム及び汚物処理方法が記載されている。

【0003】

また、特許文献２には、被処理液を貯留する受入槽と、受入槽に貯留された被処理液を、一定の流量で次の生物処理槽に移送する移送ポンプと、被処理液を洗浄液に処理する複数の処理槽と、処理された洗浄水を貯留する洗浄水槽とを備えたものであり、洗浄水によりトイレを洗浄した際の汚物を含む被処理液を複数の槽を介して洗浄水に循環するバイオトイレシステムが記載されている。

【0004】

この特許文献１，２に記載のバイオトイレシステムでは、生物処理で残った固形物を沈降させる沈降槽と、沈降槽から送られる有機液を生物処理して洗浄水槽へ送る反応槽とを備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１５−２０５２３２号公報

【特許文献2】特開２０１６−８９５３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

反応槽では、予め着床した有機液を分解する微生物が投入されており、上方から沈降槽の上澄み液を散水し、着床された微生物に接触させながら通過した液体を下方から抜水して、洗浄水槽へ送っている。

【0007】

しかし、反応槽へは、沈降槽の上澄み液を散水しているものの、沈降槽から、分解されずに残ったトイレットペーパーや、排泄物の固形物などの残留物が、反応槽へ流れ込むと、反応槽の表層に、残留物が膜となって固まってしまう。そのため、反応槽の下層への流れが悪化し、微生物の活動が抑制される。更に、反応槽に残留物が堆積してしまい、残留物の除去が必要となる。

【0008】

そこで本発明は、反応槽における分解処理を効率的に行うことができるトイレ装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明のトイレ装置は、便器からの汚物を処理した処理水を、前記便器から汚物を排出する洗浄水に再利用するために、前記処理水を分解処理する微生物が着床する担体が充填され、前記処理水を前記担体の上方から散水する散水管を有する反応槽を備え、前記担体のサイズは、前記反応槽の上層が下層側より大きく形成され、前記反応槽には、前記担体中に空気を送り込むための散気管が配置されたことを特徴とする。

【0010】

本発明のトイレ装置によれば、散水管より散水された処理水を、担体に着床した微生物が分解処理する。反応槽に充填された担体のサイズは、反応槽の上層が下層側より大きく形成されている。そのため、上方から散水される処理水に汚物が残留していても、上層の担体同士の間隙に浸透しやすい。従って、汚物が担体の間隙に浸透することで担体により分断されるので、担体の表層に堆積して膜となって固まることが防止でき、処理水を下層側へ浸透させることができる。また、反応槽には、散気管からの空気が担体中に送り込まれる。そのため、担体に着床した好気性の微生物が活性化されるため、微生物による分解処理が促進される。

【0011】

前記担体は、層ごとに圧縮された複数層により形成されたものとすることができる。担体が層ごとに圧縮されることで、担体の間隙が小さくなるため、反応槽に多くの担体を充填することができるので、処理水を多くの担体と接触させることができる。

【0012】

前記複数層のうち上層の担体層を、非圧縮層とすることができる。上層の担体層を、非圧縮層とすることにより、散水管から散水された汚物を浸透させやくすることができる。

【0013】

前記散気管を、前記反応槽の下端から上方に向かって延びるように配置することができる。反応槽の下端から散気管により担体に浸透する処理水の中に空気を放散することで、空気が反応槽の下端から上側に向かって上がる。従って、空気を反応槽内に満遍なく行き渡らせることができ、担体に着床した微生物を活性化することができる。

【0014】

散気管の周囲の担体は、前記散気管との距離が近い方のサイズが大きいものとすることができる。散気管との距離が近い担体のサイズを大きくすることで、散気管の周囲の担体の間隙を大きくすることができる。従って、散気管からの空気をサイズが大きい担体からサイズが小さい担体へとスムーズに送り込むことができる。

【0015】

前記散気管は、前記便器からの汚物を貯留する受入槽、前記受入槽からの汚物を微生物により分解処理する分解槽、前記分解槽により汚物が分解された処理水から残留物を沈降させて分離する沈降槽の少なくともいずれかからの送気管に接続されたものとすることができる。受入槽、分解槽または沈降槽のいずれかからの臭気を、散気管から反応槽の担体内へ放散させることで、微生物を活性化しつつ、微生物による分解処理により無臭化することができる。

【発明の効果】

【0016】

本発明のトイレ装置によれば、汚物が担体の表層に堆積して膜となって固まることが防止でき、処理水を下層側へ浸透させることができるので、散気管からの空気により、担体に着床した好気性の微生物が活性化され、分解処理が促進されるため、反応槽における分解処理を効率的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施の形態に係るトイレ装置の全体構成を説明するため図である。

【図2】図１に示すトイレ装置の分解槽および第１沈降槽を説明するため図である。

【図3】図１に示すトイレ装置の第２沈降槽および汚物槽を説明するため図である。

【図4】図１に示すトイレ装置の反応槽を説明するため図である。

【図5】図４に示す反応槽の散気管から放散される空気の流れを説明するための図である。

【図6】図３に示す汚物槽への汚物の流れを説明するための図である。

【図7】図３に示す汚物槽へ汚物を流すバルブの制御を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

（実施の形態）
本発明の実施の形態に係るトイレ装置を図面に基づいて説明する。
本発明の実施の形態に係るトイレ装置は、便器から洗浄水により押し流した排泄物やトレットペーパーなどの汚物を微生物により分解処理して汚物を浄化し、再び洗浄水として使用する循環型トイレである。
図１に示すトイレ装置１は、便器１０と、受入槽２０と、分解槽３０と、沈降槽４０と、反応槽５０と、洗浄水槽６０と、汚物槽７０と、制御部８０とを備えている。
なお、図１において、各部を繋ぐ実線の矢印は、汚物の流れ、汚物を微生物により分解した処理水の流れ、処理水から残留物を除去した洗浄水の流れを示すものであり、また、点線の矢印は空気の流れを示すもので、配管の接続状態を示すものではない。

【0019】

便器１０は、男女別々でも、男女兼用でも、洋式や和式のいずれでも使用できる。便器１０は、洗浄水槽６０からの洗浄水により汚物を押し流す。便器１０には、排泄物やトイレットペーパーをカッターにより粉砕して微細化すると共に、受入槽２０まで圧送する排水圧送粉砕ポンプ１１が設けられている。
受入槽２０は、汚物を所定量貯留するものである。受入槽２０は、分解槽３０での前処理を行うために、貯留された汚物を曝気する送風機と散気管（図示せず）を有する。また、受入槽２０は、汚物が所定量を超えると、超えた量の汚物を分解槽３０へ送るポンプ（図示せず）を有する。
分解槽３０は、受入槽２０からの汚物を微生物により分解処理するものである。分解槽３０は、好気性微生物による分解が行われる好気槽３１と、嫌気性微生物による分解が行われる嫌気槽３２とを備えている。

【0020】

沈降槽４０は、多段により形成され、分解槽からの汚物が含まれる処理水を通過させ、汚物を沈降させて分離するものである。本実施の形態では、沈降槽４０を、第１沈降槽４１と第２沈降槽４２との２段式としている。
反応槽５０は、沈降槽４０からの処理水を微生物により更に分解処理するものである。反応槽５０は、沈降槽４０からの処理水が一時的に貯留される処理前貯水部５１と、微生物により分解処理する反応部５２と、反応部５２を通過した洗浄水を一旦貯留する処理後貯水部５３とを備えている。

【0021】

洗浄水槽６０は、浄化された処理水を洗浄水として所定量を貯留して便器１０へ供給するものである。洗浄水槽６０には、蒸発して不足する洗浄水を補うために、洗浄水槽６０に雨水を補充する雨水導入部９０が接続されている。本実施の形態では、洗浄水槽６０と、受入槽２０とが、一つ筐体の内部に形成されている。
汚物槽７０は、沈降槽４０と反応槽５０からの残留物である汚物を貯留して、受入槽２０へ戻すものである。
制御部８０は、電動により作動するバルブの開閉を制御するものである。

【0022】

（分解槽・第１沈降槽の説明）
ここで、分解槽３０および第１沈降槽４１の構成について、図２を参照しながら詳細に説明する。
図２に示す好気槽３１と嫌気槽３２とから構成された分解槽３０は、第１沈降槽４１と一体的に構成され、箱状の筐体１１０の内部に形成されている。
この筐体１１０の内部が、第１区画壁１１１と第２区画壁１１２とより３つに区切られることで、好気槽３１と嫌気槽３２と第１沈降槽４１とが形成されている。
筐体１１０の上部には、分解槽３０（好気槽３１，嫌気槽３２）および第１沈降槽４１の上部空間を覆う蓋部１１３が形成されている。

【0023】

好気槽３１は、底部３１１に送風機３１２からの空気を汚物中に放散する散気管３１３が設置されている。また、好気槽３１の底部３１１には、好気性の微生物が着床する担体３１４が設置されている。担体３１４は、木材チップが使用でき、杉や檜を木材チップとしたものが使用できる。檜の木材チップは、殺菌作用を有するため、担体３１４としては杉の木材チップが好ましい。
嫌気槽３２には、底部３２１に隙間を空けた状態で、筐体１１０の上部１１０ａから垂下する迂回板３２２が形成されている。底部３２１には、嫌気性の微生物が着床する担体３２３が設置されている。担体３２３は、好気槽３１と同様に、木材チップが使用できる。

【0024】

沈降槽４０の前段となる第１沈降槽４１には、第１沈降槽４１の中層に位置する取入口により処理水を取り込み、次段となる第２沈降槽４２に処理水を送るための第１排出管４１１と、上層に浮遊する汚物を汚物槽７０（図３参照）へ送るための第２排出管４１２と、下層に沈降した汚物を汚物槽７０へ送るための第３排出管４１３とを備えている。

【0025】

第１排出管４１１は、逆Ｌ字状に形成されている。第１排出管４１１は、処理水の中層に取入口４１１ａが位置し、上方へ伸び、第２区画壁１１２の高さより低い位置であり、かつ第２排出管４１２の取入口４１２ａより高い位置から水平に向きを変え、第１沈降槽４１の側壁１１０ｂを貫通して、第２沈降槽４２（図３参照）に接続している。

【0026】

また、第２排出管４１２は、Ｌ字状に形成されている。第２排出管４１２は、処理水の上澄みに浮遊する汚物を排出するために、取入口４１２ａが上層に位置し、深さ方向に延びた後、水平に向きを変え、第１沈降槽４１の側壁１１０ｂを貫通して、汚物槽７０へ向かうように配管されている。
第２排出管４１２には、電動により開閉が行われるバルブ４１２ｂ（図３参照）が設けられている。

【0027】

第３排出管４１３は、底部４１ａを漏斗状とする底板４１ｂの下端に接続されている。第３排出管４１３には、手動操作により開閉が行われるバルブ４１３ａと、電動により開閉が行われるバルブ４１３ｂ（図３参照）とが設けられている。

【0028】

（第２沈降槽・汚物槽の説明）
次に、第２沈降槽４２と汚物槽７０について、図３を参照しながら詳細に説明する。
第２沈降槽４２は、上下方向に蛇行する流通管が直列に複数段接続されている。本実施の形態では、第２沈降槽４２は、Ｖ字状またはＵ字状に形成された第１〜第３流通管４２１〜４２３が連接された３段の沈降槽である。

【0029】

第１流通管４２１は、水平に延びる第１排出管４１１が、一方の枝管の上部に接続され、上部から下方へ延び、谷部である下端で折り返した後に、他方の枝管の上部であって、第１排出管４１１の接続位置よりも低い位置の上部に、第２流通管４２２が接続されている。

【0030】

第２流通管４２２は、他方の枝管の上部であって、第１流通管４２１の接続位置よりも低い位置の上部に、第３流通管４２３が接続されている。
更に、第３流通管４２３は、他方の枝管の上部であって、第２流通管４２２の接続位置よりも低い位置の上部に、反応槽５０（図４参照）への処理水通水管４２４が接続されている。

【0031】

第２沈降槽４２は、更に、第１〜第３流通管４２１〜４２３のそれぞれの下端と汚物槽７０とを接続する第４排出管４２５と、第１〜第３流通管４２１〜４２３のそれぞれの下端と第４排出管４２５の本管４２５ａとを接続する支管４２５ｂに設けられたバルブ４２６ａ〜４２６ｃとを備えている。

【0032】

汚物槽７０には、第２沈降槽４２の第４排出管４２５からの汚物と、第３排出管４１３からの汚物と、第２排出管４１２からの汚物とが貯留される。また、汚物槽７０には、反応槽５０（図４参照）からの汚物も貯留される。汚物槽７０には、底部に溜まった汚物を受入槽２０（図１参照）へ戻すポンプ７１が配置されている。

【0033】

（反応槽の説明）
次に、反応槽５０について、図４を参照しながら詳細に説明する。
反応槽５０は、処理前貯水部５１として機能する第１槽５０ａと、反応部５２として機能する第２槽５０ｂと、処理後貯水部５３として機能する第３槽５０ｃとを一体的に形成したものである。
第１槽５０ａの側壁には、第２沈降槽４２からの処理水通水管４２４が接続されている。第１槽５０ａの下端には、処理前貯水部５１にて沈降した汚物を汚物槽７０へ排出するための第５排出管５１１が接続されている。第５排出管５１１には、電動により開閉が制御されるバルブ５１２が設けられている。
第１槽５０ａの内部には、反応部５２内に、溜まった処理水を汲み上げるポンプ５１３が配置されている。

【0034】

第２槽５０ｂの上部空間には、ポンプ５１３により汲み上げられた処理水を散水する散水管５２１が配置されている。
第２槽５０ｂの下部には、下端から上方へ延びるように配置された散気管５２２が配置されている。第２槽５０ｂの内部には、微生物を着床させる担体５２３が、散気管５２２を埋設した状態で積み重ねられている。担体５２３は、分解槽３０にて用いた木材チップが使用できる。担体５２３は、反応槽５０の第２槽５０ｂの上層が下層側より大きいサイズに形成されている。

【0035】

この担体５２３は、複数層により形成されている。本実施の形態では、最上段に位置する担体層５２３ａは中型サイズに形成され、担体層５２３ａより下層となる担体層５２３ｂ〜５２３ｆは小型サイズに形成されている。
また、散気管５２２の周囲に位置する担体５２３は、散気管５２２との距離が近い方のサイズが大きく形成されている。本実施の形態では、散気管５２２の周囲に位置する最下層の担体層５２３ｇは大型サイズに形成され、更に担体層５２３ｇの周囲の担体層５２３ｈは中型サイズに形成されている。

【0036】

例えば、小型サイズは、幅が約２〜３ｍｍ、長さが約５ｍｍから１ｃｍ程度の細長の木片とすることができる。中型サイズは、幅が約５ｍｍ〜１ｃｍ、長さが約１ｃｍ、厚みが約５ｍｍ〜１ｃｍのブロック状の木片とすることができる。大型サイズは、幅が約１ｃｍ〜２ｃｍ、長さが約３ｃｍ〜５ｃｍ、厚みが約２ｍｍ〜１ｃｍのブロック状または板状の木片とすることができる。なお、それぞれのサイズの担体５２３には、他のサイズの木片や木皮、木粉などが混在していてもよい。

【0037】

担体５２３は、層ごとに圧縮されている。この担体５２３への圧縮は、上から圧縮機により圧縮しながら積み上げたり、また、圧縮機が無い場合には製作者が足で踏み均しながら積み上げたりしてもよい。本実施の形態では、担体層５２３ｇ，５２３ｈを入れた後に、担体層５２３ａを除く、担体層５２３ｂ〜５２３ｆを圧縮しながら積み上げている。

【0038】

散気管５２２には、筐体１１０の蓋部１１３（図２参照）と、受入槽２０および洗浄水槽６０（図１参照）とからの送気管５２４が接続されている。この送気管５２４には、送風機５２５が設けられ、送風機５２５が分解槽３０および第１沈降槽４１と、受入槽２０と、および洗浄水槽６０における臭気を散気管５２２へ送風する。
第２槽５０ｂの下方に位置する第３槽５０ｃは、第２槽５０ｂである反応部５２を通過した洗浄水を汲み上げ洗浄水槽６０へ圧送するポンプ５３１が配置されている。

【0039】

以上のように構成された本発明の実施の形態に係るトイレ装置１の動作および使用状態を図面に基づいて説明する。
使用者が排泄を済ませ、図１に示す便器１０から排泄物とトイレットペーパーとによる汚物を洗浄水により押し流すと、排水圧送粉砕ポンプ１１により粉砕され、受入槽２０へ圧送される。
受入槽２０では、排泄物とトイレットペーパーとよる汚物が送風機からの送風により散気管から泡が放出され、汚物が十分に空気を含んだ状態となり、分解槽３０へ送られる。

【0040】

図２に示す分解槽３０では、汚物はまず好気槽３１へ送られる。好気槽３１では、底部３１１から散気管３１３により放出される空気により担体３１４に好気性の微生物が着床して、好気槽３１内の汚物を分解処理する。そして、第１区画壁１１１より高く溜まった汚物は、自然流下により次の嫌気槽３２へ移動する。

【0041】

嫌気槽３２では、底部３２１の担体３２３に着床した嫌気性の微生物により分解処理される。嫌気槽３２では、迂回板３２２が上部から垂下しているため、汚物は担体３２３に接触して第１区画壁１１１側から第２区画壁１１２側へ移動するので、嫌気性の微生物による分解処理が効果的に行われる。
好気槽３１と嫌気槽３２とにより分解処理されることで汚物が浄化され処理水となり、第２区画壁１１２を超えた処理水が、嫌気槽３２から自然流下により第１沈降槽４１へ移動する。

【0042】

第１沈降槽４１では、分解槽３０にて分解処理されなかった残留物が沈降して底部４１ａに堆積する。また、第１沈降槽４１では、水分より比重が軽い残留物が処理水に浮遊する。
従って、第１沈降槽４１に溜まった処理水の中層が最も澄んだ状態であるため、上層や下層の汚物を避けて中層の処理水を、第１排出管４１１に取り込み、図３に示す第２沈降槽４２へ流す。

【0043】

このように、第１排出管４１１により、第１沈降槽４１に溜まった最も澄んだ状態の処理水を第２沈降槽４２へ送ることができるので、反応槽５０および洗浄水槽６０へ十分に浄化された処理水を送ることができる。従って、再利用される洗浄水として清浄な状態のものが使用できる。

【0044】

図３に示す第２沈降槽４２では、第１流通管４２１から第３流通管４２３まで、順次、自然流下しながら通過する間に、第１流通管４２１から第３流通管４２３のそれぞれの下端に残留物が沈降する。第２沈降槽４２を通過するうちに、更に浄化された処理水は、反応槽５０へ流れる。
このように第２沈降槽４２では、第１流通管４２１から第３流通管４２３まで配管をＶ字状またはＵ字状に形成された配管を複数段直列に接続して、処理水を自然流下させながら汚物を沈降させているため、汚物を沈降させるために必要な高さを抑えることができる。従って、第２沈降槽４２の高さを低くしても、確実に処理水から汚物を沈降させ、更に浄化することができる。

【0045】

図４に示す反応槽５０では、処理水は処理前貯水部５１に一旦溜められる。そして、ポンプ５１３により汲み上げられた処理水は、反応部５２（第２槽５０ｂ）の上部で散水管５２１により散水される。処理水は、担体５２３の上方から散水されて浸透するが、上層の担体層５２３ａは、下層側の小型サイズの担体層５２３ｂ〜５２３ｆよりサイズが大きい、中型サイズである。そのため、汚物が残留した処理水であっても、汚物が上層の担体層５２３ａの間隙に浸透しやすい。また、上層の担体層５２３ａは、担体層５２３ｂ〜５２３ｆと異なり圧縮されていない非圧縮層であるため、散水管５２１から散水された汚物を浸透させやくすることができる。

【0046】

従って、担体層５２３ａに浸透した処理水に含まれる汚物は、木片の間隙に浸透することで木片により分断されるので、汚物が担体層５２３ａの表層に堆積して膜となって固まることが防止でき、処理水を下層側へ浸透させることができる。

【0047】

担体層５２３ａを通過した汚物を含む処理水は、小型サイズの担体層５２３ｂ〜５２３ｆに浸透する。更に、中型サイズおよび大型サイズの担体層５２３ｇ，５２３ｈに浸透する。
担体層５２３ａ〜５２３ｈには、好気性の微生物が着床しており、反応部５２の下部に配置された散気管５２２から、送風機５２５による空気が放散される。従って、散気管５２２から放散される空気が担体層５２３ａ〜５２３ｈに行き渡るため、微生物による分解処理が促進されるので、担体層５２３ａ〜５２３ｈを浸透する処理水に含まれる汚物は、分解処理され、浄化される。

【0048】

担体層５２３ｂ〜５２３ｆは、層ごとに圧縮された複数層により形成されている。従って、担体５２３の間隙が小さくなるため、反応部５２に多くの担体５２３を充填することができるので、処理水を多くの担体５２３と接触させることができる。

【0049】

散気管５２２の周囲には、大型サイズの担体層５２３ｇ、更にその周囲には中型サイズの担体層５２３ｈが、散気管５２２を中心に配置されている。そのため、散気管５２２からの空気は、まず、大型サイズの担体層５２３ｇへ送り込まれて間隙を進行し、更に、中型サイズの担体層５２３ｈの間隙を進行して小型サイズの担体層５２３ｆ〜５２３ａへ進行する。

【0050】

このように、散気管５２２との距離が近い方の担体５２３のサイズを大きくすることで、散気管５２２の周囲の担体５２３の間隙を大きくすることができるので、散気管５２２からの空気をサイズが大きい担体５２３からサイズが小さい担体５２３へとスムーズに送り込むことができる。

【0051】

従って、上層から下層側へと処理水が浸透する担体層５２３ａ〜５２３ｈとは、反対に、散気管５２２からの空気を、下層から上層側の担体層５２３ｈ〜５２３ａに向かって、担体５２３に浸透した処理水へスムーズに送り込むことができる。従って、反応部５２内を満遍なく空気を行き渡らせることができ、担体５２３に着床した微生物を活性化することができる。

【0052】

ここで、散気管５２２へ送り込まれ、好気性の微生物を活性化する空気について、図５に基づいて説明する。
図５に示すように、上述したように、受入槽２０と洗浄水槽６０とが筐体１２０の内部に形成されている。また、図２に示すように分解槽３０（好気槽３１、嫌気槽３２）と、第１沈降槽４１が筐体１１０の内部に形成されている。
反応槽５０の散気管５２２に接続され、送風機５２５が介在する送気管５２４は、この筐体１１０，１２０に接続されている。

【0053】

この構成により、筐体１１０内で発生した好気槽３１と嫌気槽３２と第１沈降槽４１とによる臭気と、筐体１２０内で発生した受入槽２０と洗浄水槽６０とによる臭気を、散気管５２２から反応部５２の担体５２３内へ放散させることで、微生物を活性化しつつ、微生物による分解処理により無臭化することができる。
従って、図１に示す便器１０で排泄する使用者や、トイレ装置１の周囲に所在する者が不快に感じる悪臭を抑制することができる。

【0054】

本実施の形態では、送気管５２４が、受入槽２０と、分解槽３０と、第１沈降槽４１との全部に接続されているが、少なくともいずれか一つでもよい。しかし、送気管５２４が全部に接続されていると不快な臭気の発生を抑制できるため好ましい。

【0055】

上記例では、反応部５２に充填された担体５２３として、上層の中型サイズの担体層５２３ａと、担体層５２３ａの下側の小型サイズの担体層５２３ｂ〜５２３ｆとの２種類としていたが、３種類以上のサイズの担体５２３を、上層が下層側より大きくなるように配置してもよい。
また、散気管５２２の周囲の担体５２３として、大型サイズの担体層５２３ｇと中型サイズの担体層５２３ｈとの２種類としていたが、３種類以上のサイズの担体を、散気管５２２との距離が近い方の担体５２３のサイズが大きくなるように配置してもよい。

【0056】

反応部５２により浄化された処理水は、洗浄水となって処理後貯水部５３（第３槽５０ｃ）に滴下する。そして、処理後貯水部５３に滴下して溜まった洗浄水は、ポンプ５３１により、図１に示す洗浄水槽６０へ送られる。洗浄水槽６０に溜まった洗浄水は、使用者が排泄後に排出操作することで、再び、便器１０に流れ使用される。

【0057】

一方、図２および図６に示す第１沈降槽４１の底部４１ａに沈降した汚物は、第３排出管４１３へ流れ込む。従って、第３排出管４１３が、下層に沈降した汚物を流れ込ませ、汚物槽７０へ送るため、第１沈降槽４１の下層の処理水から汚物を除去することができる。第３排出管４１３に設けられたバルブ４１３ａ（図２参照）は、通常、開放状態で使用されるため、第３排出管４１３に流れ込んだ汚物は、電動のバルブ４１３ｂにより通水が制御される。

【0058】

また、第１沈降槽４１に溜まった処理水に浮遊する汚物は、第２排出管４１２へ流れ込む。従って、第２排出管４１２が、上層に浮遊する汚物を、取入口４１２ａに流れ込ませ、汚物槽７０へ送るため、第１沈降槽４１の上層の処理水から汚物を除去することができる。第２排出管４１２へ流れ込んだ汚物は、電動のバルブ４１２ｂにより通水が制御される。

【0059】

図３および図６に示す第２沈降槽４２の第１流通管４２１から第３流通管４２３の底部に沈降した汚物は、第４排出管４２５の支管４２５ｂへ流れ込む。従って、第４排出管４２５が、第２沈降槽４２に沈降した汚物を、汚物槽７０へ送るため、第２沈降槽４２から汚物を除去することができる。第４排出管４２５の支管４２５ｂに設けられた電動のバルブ４２６ａ〜４２６ｃにより通水が制御される。

【0060】

図４および図６に示す反応槽５０の処理前貯水部５１（第１槽５０ａ）の底部に沈降した汚物は、第５排出管５１１へ流れ込む。従って、第５排出管５１１が、沈降した汚物を、汚物槽７０へ送るため、処理前貯水部５１から汚物を除去することができる。第５排出管５１１へ流れ込んだ汚物は、電動のバルブ５１２により通水が制御される。

【0061】

排泄物のうち大便やトイレットペーパーが、排水圧送粉砕ポンプ１１で粉砕され圧送されて、受入槽２０から反応槽５０を通過するうちに、微細化すると共に、水分と空気を含み比重が軽くなる。従って、第１沈降槽４１に流れ込んだ処理水に含まれる汚物は、上層にて浮遊するため、最も汚物が多く層厚な状態となる。反応槽５０を通過しても水分より比重の重い汚物は、下層に沈殿して堆積するが、処理水の上層に浮遊する汚物よりは少量である。

【0062】

第１沈降槽４１における中層の処理水は、上層や下層の処理水と比較して最も澄んだ状態であるため、第２沈降槽４２を通過する際に処理水に含まれた汚物が沈降して堆積しても、第１沈降槽４１にて沈降した汚物よりも少量である。

【0063】

また、反応槽５０の処理前貯水部５１における処理水は、第１沈降槽４１や第２沈降槽４２を通過する度に浄化されるため、処理水に含まれる汚物の量は、第２沈降槽４２を通過する際に沈降する汚物の量より更に少ない。

【0064】

従って、制御部８０は、バルブ４１２ｂ、バルブ４１３ｂ、バルブ４２６ａ〜４２６ｃまたはバルブ５１２に対して、汚物量に応じて時間差を付けて開閉の制御を行う。
例えば、図６および図７に示すように、制御部８０は、汚物量が最も多く流れる第１沈降槽４１における第２排出管４１２のバルブ４１２ｂを１時間ごとに開く。
また、制御部８０は、次に汚物量が多く流れる第１沈降槽４１における第３排出管４１３のバルブ４１３ｂを３時間ごとに開く。
更に、制御部８０は、最も少ない汚物量が流れる第４排出管４２５の支管４２５ｂに設けられたバルブ４２６ａ〜４２６ｃと、処理前貯水部５１の第５排出管５１１に設けられたバルブ５１２を６時間ごとに開く。
バルブ（４１２ｂ，４１３ｂ，４２６ａ〜４２６ｃ，５１２）を開く時間間隔は、図示しない操作盤から入力し、制御部８０に設定することができる。

【0065】

まだ十分に汚物が堆積していない状態でバルブが開かれると、浄化された処理水が汚物と一緒に汚物槽７０へ流れ込むため、汚物槽７０から排出させた汚物の量だけでなく、一緒に流れ出る浄化された処理水も、汚物槽７０のサイズを決定する上で考慮する必要がある。
しかし、制御部８０がバルブ４１２ｂ，４１３ｂ，４２６ａ〜４２６ｃ，５１２に対して、汚物量に応じた時間間隔により時間差を付けて開くことで、汚物が十分に堆積した状態でバルブが開かれるので、汚物と一緒に、澄んだ状態の処理水が大量に、汚物槽７０へ流れ込むことを抑止することができる。

【0066】

従って、汚物槽７０を過大なサイズとしなくてもよく、また、汚物槽７０への処理水の流出が少ないため、十分な量の浄化された処理水を反応槽５０から洗浄水槽６０へ送り込むことができるので、十分な量の洗浄水を確保することができる。

【0067】

上記例では、制御部８０が、一定の時間間隔で、各バルブを開いていたが、例えば、図１に示す便器１０にて洗浄水が流され、汚物が排出されたことを検出するセンサを設け、このセンサが検出した汚物の排出頻度に応じて、制御部８０が時間間隔を調整するようにしてもよい。
更に、センサにより小便と大便とを区別して検出するようにすれば、大便の排出頻度に応じて制御部８０が時間間隔を調整するようにしてもよい。

【0068】

例えば、汚物を含む処理水は、浄化され、澄んだ状態の処理水より、粘性が高いため、汚物がバルブを通過して汚物槽７０まで到達するためには、時間を要し、汚物を押し流すだけの力が必要である。制御部８０は、バルブ４１２ｂ，４１３ｂ，４２６ａ〜４２６ｃ，５１２の１回の開放時間が、図示しない操作盤から入力された設定により調整される。従って、汚物量が多い、またはトイレ装置の設置環境によっては、バルブの開放時間を長く設定することで、バルブを開放状態としたときに、各槽に残留する汚物の量を減少させることができる。

【0069】

なお、本実施の形態では、沈降槽４０を第１沈降槽４１と第２沈降槽４２とによる２段式とし、第１沈降槽４１の中層から処理水を取り出し、第２沈降槽４２へ流していた。例えば、３段以上の沈降槽により構成した場合には、２段目以降のいずれかの沈降槽を前段として、この前段の沈降槽から次段の沈降槽へ処理水を送るときに、前段の沈降槽の中層から処理水を取り出し次段へ流すと共に、上層に浮遊する汚物、下層に沈降した汚物を汚物槽へ送るようにすることができる。

【産業上の利用可能性】

【0070】

本発明は、便器からの汚物を処理した処理水を、便器から汚物を排出する洗浄水に再利用するトイレ装置に好適であるため、野外のイベントや、災害発生時、山、海、川などに設置されて使用されるトイレ装置に適用できる。

【符号の説明】

【0071】

１ トイレ装置
１０ 便器
１１ 排水圧送粉砕ポンプ
２０ 受入槽
３０ 分解槽
３１ 好気槽
３１１ 底部
３１２ 送風機
３１３ 散気管
３１４ 担体
３２ 嫌気槽
３２１ 底部
３２２ 迂回板
３２３ 担体
４０ 沈降槽
４１ 第１沈降槽
４１ａ 底部
４１ｂ 底板
４１１ 第１排出管
４１１ａ 取入口
４１２ 第２排出管
４１２ａ 取入口
４１２ｂ バルブ
４１３ 第３排出管
４１３ａ，４１３ｂ バルブ
４２ 第２沈降槽
４２１ 第１流通管
４２２ 第２流通管
４２３ 第３流通管
４２４ 処理水通水管
４２５ 第４排出管
４２５ａ 本管
４２５ｂ 支管
４２６ａ〜４２６ｃ バルブ
５０ 反応槽
５０ａ 第１槽
５０ｂ 第２槽
５０ｃ 第３槽
５１ 処理前貯水部
５１１ 第５排出管
５１２ バルブ
５１３ ポンプ
５２ 反応部
５２１ 散水管
５２２ 散気管
５２３ 担体
５２３ａ〜５２３ｈ 担体層
５２４ 送気管
５２５ 送風機
５３ 処理後貯水部
５３１ ポンプ
６０ 洗浄水槽
７０ 汚物槽
７１ ポンプ
８０ 制御部
９０ 雨水導入部
１１０ 筐体
１１０ａ 上部
１１０ｂ 側壁
１１１ 第１区画壁
１１２ 第２区画壁
１１３ 蓋部
１２０ 筐体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】