特開 2022-146882 トイレシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022146882

(43)【公開日】2022-10-05

(54)【発明の名称】トイレシステム

(51)【国際特許分類】

   E03D 5/016 20060101AFI20220928BHJP

【ＦＩ】

E03D5/016

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022018993

(22)【出願日】2022-02-09

(31)【優先権主張番号】P 2021047691

(32)【優先日】2021-03-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000174943

【氏名又は名称】三井住友建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000958

【氏名又は名称】特許業務法人 インテクト国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100120237

【弁理士】

【氏名又は名称】石橋 良規

(72)【発明者】

【氏名】矢ヶ▲崎▼ 啓介

(72)【発明者】

【氏名】丸山 信一郎

【テーマコード（参考）】

2D039

【Ｆターム（参考）】

2D039AC09

(57)【要約】

【課題】ランニングコストを抑えると共に、緊急時に即座に求める浄水処理能力を発揮することができるトイレシステムを提供する。
【解決手段】断水時における自己処理循環モードと、平常時における省エネ運転モードとを備えるトイレシステムであって、前記自己処理循環モードは、排水を処理槽によって浄水処理し、得られた処理水を洗浄水として循環利用可能な流路を備え、前記省エネ運転モードは、排水を下水道に直接流す流路を備える直接排水運転と、排水を前記処理槽に経由させた後に、下水道に流す流路を備える限定処理運転とを有し、前記直接排水運転と前記限定処理運転は、排水切替手段によって自動的に切り替わることを特徴とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

断水時における自己処理循環モードと、平常時における省エネ運転モードとを備えるトイレシステムであって、
前記自己処理循環モードは、
排水を処理槽によって浄水処理し、得られた処理水を洗浄水として循環利用可能な流路を備え、
前記省エネ運転モードは、
排水を下水道に直接流す流路を備える直接排水運転と、
排水を前記処理槽に経由させた後に、下水道に流す流路を備える限定処理運転とを有し、
前記直接排水運転と前記限定処理運転は、排水切替手段によって自動的に切り替わることを特徴とするトイレシステム。

【請求項2】

前記省エネ運転モード時に、給水管の圧力低下または非常用電源への切替りを検知した場合には、前記自己処理循環モードに自動的に切り替わることを特徴とする請求項１に記載のトイレシステム。

【請求項3】

前記排水切替手段は、フラッシュバルブの操作回数に応じて作動することを特徴とする請求項１または２に記載のトイレシステム。

【請求項4】

前記排水切替手段は、前記処理槽に設けられた重量センサによって作動することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のトイレシステム。

【請求項5】

前記排水切替手段は、前記処理槽に設けられた温度センサによって作動することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のトイレシステム。

【請求項6】

前記排水切替手段は、タイマーによって作動することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のトイレシステム。

【請求項7】

前記排水切替手段は、臭気センサによって作動することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のトイレシステム。

【請求項8】

前記排水切替手段は、ｐＨセンサによって作動することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のトイレシステム。

【請求項9】

前記処理槽は複数に分割され、
前記限定処理運転時には、排水を前記複数の処理槽の一部のみに経由させた後に、下水道に流す流路を備えることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のトイレシステム。

【請求項10】

前記処理槽は複数階層の建物に設置され、
前記自己処理循環モードでは、上階に設置された前記処理槽によって浄水処理された処理水を、下階で使用する洗浄水として利用する流路を備えることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のトイレシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、上水道及び下水道が途絶した際にも使用可能な建築物屋内外に常設する水洗式のトイレシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、災害発生等によって上下水道が確保できなくなった際にも使用可能なトイレとして、循環式水洗トイレシステム等が知られており、これらは、トイレシステム内において、便器からの排水を曝気等の浄水処理を施して、洗浄水として再使用することが可能である。

【0003】

このような循環式水洗トイレシステムの浄水処理方法として、好気性微生物（以下、微生物）に水中の有機物を処理させる活性汚泥法等が知られている。また、循環式水洗トイレシステムには、災害等の非常時のみに使用する仮設型と、平常時においても使用する常設型の二種類のトイレシステムが知られている。

【0004】

常設型の循環式水洗トイレシステムは、緊急時におけるトイレの設置作業や試運転等が不要なため、必要な際に直ちに使用することが可能である。しかしながら、常設型の循環式水洗トイレシステムは、再生水を循環させるためのポンプや、微生物による浄水処理を維持させるためのブロワやヒーター等の設備の稼働を常に行う必要があり、ランニングコストが高いといった問題があった。

【0005】

特許文献１には、水洗モードと自己処理循環モードとを切り替えることができるトイレシステムが記載されている。特許文献１に記載されたトイレシステムは、水洗モードでは循環浄水運転を停止させておき、災害時などの上下水道が確保できなくなった場合には、自己処理循環モードに切替えて循環浄水運転をさせる。したがって、特許文献１に記載されたトイレシステムは、平常時においては水洗モードとして運転させることで、ランニングコストを押さえることが可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００７－００２４９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

一般的に、このような微生物を利用して浄水処理を行う場合には、処理層内の酸素濃度や水温等の管理が必要となり、その他にも、微生物が増殖するのに必要な栄養源の供給が必要とされる。

【0008】

従って、特許文献１に記載されたトイレシステムは、平常時に運転されている水洗モードでは、循環浄水運動が停止されているため日常的に微生物の栄養源が供給されておらず、微生物の活性状態が低くなっている。そのため、特許文献１に記載されたトイレシステムは、自己処理循環モードへの切替え直後に、即座に求める浄水処理能力を発揮することができないという問題があった。

【0009】

そこで、本発明は上記の事項に鑑みてなされたものであり、ランニングコストを抑えると共に、緊急時に即座に求める浄水処理能力を発揮することができるトイレシステムを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

この発明は、上記課題を達成するためになされたものであって、下記を特徴とするものである。

【0011】

本発明に係るトイレシステムは、断水時における自己処理循環モードと、平常時における省エネ運転モードとを備えるトイレシステムであって、前記自己処理循環モードは、排水を処理槽によって浄水処理し、得られた処理水を洗浄水として循環利用可能な流路を備え、前記省エネ運転モードは、排水を下水道に直接流す流路を備える直接排水運転と、排水を前記処理槽に経由させた後に、下水道に流す流路を備える限定処理運転とを有し、前記直接排水運転と前記限定処理運転は、排水切替手段によって自動的に切り替わることを特徴とする。

【0012】

本発明に係るトイレシステムは、前記省エネ運転モード時に、給水管の圧力低下または非常用電源への切替りを検知した場合には、前記自己処理循環モードに自動的に切り替わると好適である。

【0013】

本発明に係るトイレシステムにおいて、前記排水切替手段は、フラッシュバルブの操作回数に応じて作動すると好適である。

【0014】

本発明に係るトイレシステムにおいて、前記排水切替手段は、前記処理槽に設けられた重量センサによって作動すると好適である。

【0015】

本発明に係るトイレシステムにおいて、前記排水切替手段は、前記処理槽に設けられた温度センサによって作動すると好適である。

【0016】

本発明に係るトイレシステムにおいて、前記排水切替手段は、タイマーによって作動すると好適である。

【0017】

本発明に係るトイレシステムにおいて、前記排水切替手段は、臭気センサによって作動すると好適である。

【0018】

本発明に係るトイレシステムにおいて、前記排水切替手段は、ｐＨセンサによって作動すると好適である。

【0019】

本発明に係るトイレシステムにおいて、前記処理槽は複数に分割され、前記限定処理運転時には、排水を前記複数の処理槽の一部のみに経由させた後に、下水道に流す流路を備えると好適である。

【0020】

本発明に係るトイレシステムにおいて、前記処理槽は複数階層の建物に設置され、前記自己処理循環モードでは、上階に設置された前記処理槽によって浄水処理された処理水を、下階で使用する洗浄水として利用する流路を備えると好適である。

【0021】

上記発明の概要は、本発明に必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、平常時には省エネ運転モードによって使用され、浄水処理機能を限定的に作動させるため、ランニングコストを抑えることができる。また、日常的に便器からの排泄物の一部が処理槽を経由するため、浄水処理を行う微生物に対して必要な栄養源が供給され、自己処理循環モードに切り替わった際、即座に処理槽の浄水処理能力を発揮することが出来る。

【0023】

また本発明によれば、省エネ運転モードと自己処理循環モードは、給水路の圧力低下や非常用電源への切替りを検知して自動的に切り替わるため、上下水道の途絶や停電といった緊急時においても即座にトイレシステムが使用可能となる。

【0024】

また本発明によれば、省エネ運転モードにおいて直接排水運転と限定処理運転とは、少なくとも一種類の排水切替手段によって自動的に切り替わるため、日常的な処理槽内の浄水処理能力の管理が容易である。

【0025】

また、本発明のトイレシステムが複数階層の建物に設置された場合には、上階で浄水処理された処理水を下階で使用できるため、処理水を洗浄水として循環させるポンプの動力を削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の第１の実施形態に係るトイレシステムを示す全体図

【図2】本発明の第１の実施形態において省エネ運転モードのうち直接排水運転で使用する場合を示す説明図

【図3】本発明の第１の実施形態において省エネ運転モードのうち限定処理運転で使用する場合を示す説明図

【図4】本発明の第１の実施形態において自己処理循環モードで使用する場合を示す説明図

【図5】本発明の第２の実施形態に係るトイレシステムを示す全体図

【図6】本発明の第２の実施形態において省エネ運転モードのうち直接排水運転で使用する場合を示す説明図

【図7】本発明の第２の実施形態において省エネ運転モードのうち限定処理運転で使用する場合を示す説明図

【図8】本発明の第２の実施形態において自己処理循環モードで使用する場合を示す説明図

【図9】本発明の第３の実施形態に係るトイレシステムを示す全体図

【図10】本発明の第３の実施形態において省エネ運転モードのうち直接排水運転で使用する場合を示す説明図

【図11】本発明の第３の実施形態において省エネ運転モードのうち限定処理運転で使用する場合を示す説明図

【図12】本発明の第３の実施形態において自己処理循環モードで使用する場合を示す説明図

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

【0028】

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係るトイレシステムを示す全体図であり、図２は、本発明の第１の実施形態において省エネ運転モードのうち直接排水運転で使用する場合を示す説明図であり、図３は、本発明の第１の実施形態において省エネ運転モードのうち限定処理運転で使用する場合を示す説明図であり、図４は、本発明の第１の実施形態において自己処理循環モードで使用する場合を示す説明図である。

【0029】

図１に示すように、第１の実施形態に係るトイレシステム１００は、水タンク２を備える便器３と、便器３からの排水を微生物によって浄水処理する処理槽３０と、を備える。

【0030】

水タンク２は、上水道からの上水を水タンク２へ供給する給水路１と、処理槽３０によって浄水処理された処理水を水タンク２へ供給する返水路４０に接続されている。また、水タンク２は、便器３を１回洗浄するのに必要な水量の洗浄水を貯留することができる。水タンク２に貯留された洗浄水は、水タンク２に備えられたフラッシュバルブ５１を操作することによって便器３に流され、排泄物を下流工程へ流し出す。

【0031】

便器３は、水タンク２から流し出された洗浄水の排水を行う排水路２０に接続されている。また、便器３には、排水の水素イオン濃度指数を測定するｐＨセンサを設置しても構わない。

【0032】

排水路２０は下水道につながる下水側排水路２１と、処理槽３０につながる循環側排水路２２とに分岐されている。

【0033】

下水側排水路２１と循環側排水路２２との分岐部には、排水の経路を切り替える排水切替バルブ１０が設けられ、排水切替バルブ１０は、第１排水バルブ１１と第２排水バルブ１２とを備える。

【0034】

第１排水バルブ１１は、下水側排水路２１側に設けられ、下水側排水路２１の連通と遮断の切換を行う。

【0035】

第２排水バルブ１２は、循環側排水路２２側に設けられ、循環側排水路２２の連通と遮断の切換を行う。

【0036】

なお、本実施形態において、第１排水バルブ１１と第２排水バルブ１２とは、一体の三方弁で構成されてもよく、または、第１排水バルブ１１と第２排水バルブ１２とがそれぞれ独立して設置されるボール弁であっても構わない。

【0037】

排水切替バルブ１０は、第１排水バルブ１１を開弁し第２排水バルブ１２を閉弁した直接排水運転と、第１排水バルブ１１を閉弁し第２排水バルブ１２を開弁した限定処理運転とを、後述する排水切替手段によって切替可能に構成されている。

【0038】

処理槽３０は、微生物によって便器３から流入した排水に含まれる有機物を分解し、浄水処理を行う機能を備える。本実施形態において、有機物を分解する微生物としては、一例として、ズーグレア、シュードモナス、バチルス等の多種類の細菌が用いられ、その他、ツリガネ虫やワムシ等の原生動物が含まれていても構わない。このような微生物による浄水処理を行うためには、微生物の活性状態を保つため、処理槽３０内への酸素の供給や、浄水処理を行う排水の水温管理等が重要となる。そのため、処理槽３０は、処理槽３０内の排水に空気を供給する散気管３４と、処理槽３０内の雰囲気温度と水温管理のための温度センサ５３を備える。

【0039】

散気管３４は、例えば処理槽３０の槽底部付近に設置され、空気を微細な気泡として供給する。散気管３４は、散気管３４に空気を供給するブロワ３３に接続されている。

【0040】

また、処理槽３０は、温度センサ５３によって処理槽３０内の雰囲気温度、または排水温度の低下が検知された際に使用されるヒーターを備える。

【0041】

また、処理槽３０は、処理槽３０内に流入する排水量や、浄水処理後の汚泥の量を管理する重量センサ５４を備える。その他にも、処理槽３０には、例えば、処理槽３０内の臭気強度の度合いを管理する臭気センサや、処理槽３０内の微生物による浄水処理能力を管理するために、水中の酸素濃度を測定する溶存酸素計や、水中の水素イオン濃度指数を測定するｐＨセンサ等を設置しても構わない。

【0042】

また、処理槽３０は、返水路４０を介して浄水処理後の処理水を水タンク２に汲み上げる循環ポンプ３６を備える。なお、循環ポンプ３６によって汲み上げられる処理水は、微生物によって排水中の有機物を分解させた後に、汚泥と分離された上澄み液である。

【0043】

また、処理槽３０は下水側排水路２１に接続される処理槽排水路３２及び、この処理槽排水路３２の連通と遮断を行う処理槽排水バルブ３１を備える。

【0044】

なお、本実施形態において、処理槽３０は、一例として、排水内に空気を送らず撹拌し汚泥に含まれるリンを放出させる嫌気槽や、窒素の除去を行う無酸素槽、微生物によって排水内の有機物を分解する曝気槽、曝気槽で分解された処理水を自然沈降によって汚泥と上澄み液とに分離する沈殿槽等に分かれていてもよく、また、物理ろ過装置等が設置されていても構わない。

【0045】

また、処理槽３０は、一例として、杉などのチップ材を敷き詰めて、やや乾燥した状態で有機物を微生物によって分解させる反応槽と、反応槽を通過した水分を貯留する貯水尾槽と、から構成されていても構わない。なお、処理槽３０は、このような反応槽と貯水槽を、上述した嫌気槽や曝気槽等と組み合わせて構成されていても構わない。

【0046】

また、トイレシステム１００には、後述する直接排水運転と限定処理運転とを切り替える排水切替手段の一つとして使用されるタイマーを備える。

【0047】

次に、本実施形態のトイレシステム１００の使用方法について説明を行う。

【0048】

本実施形態のトイレシステム１００は、上下水道が確保されている平常時に使用される省エネ運転モードと、災害などで上下水道が途絶した際に使用される自己処理循環モードとの二通りの使用が可能である。

【0049】

まず、省エネ運転モードについて説明を行う。本実施形態における省エネ運転モードでは、直接排水運転と限定処理運転との二通りの運転方法によって使用される。

【0050】

直接排水運転においては、排水切替バルブ１０の第１排水バルブ１１を開弁し、第２排水バルブ１２を閉弁させる。また、処理槽排水バルブ３１を閉弁させる。この時、循環ポンプ３６は停止状態にしておく。

【0051】

上記の直接排水運転の状態では、図２に示すような流路が形成され、上水道から水タンク２に供給された上水は、便器３を洗浄した後に直接下水道に排水される。

【0052】

すなわち、直接排水運転においては、上水道から、給水路１、水タンク２、便器３、排水路２０、第１排水バルブ１１、下水側排水路２１を経由し下水道に至る流路を有する。

【0053】

一方、限定処理運転においては、排水切替バルブ１０の第１排水バルブ１１を閉弁し、第２排水バルブ１２を開弁させる。また、処理槽排水バルブ３１を開弁させる。この時、循環ポンプ３６は停止状態にしておく。

【0054】

上記の限定処理運転の状態では、図３に示すような流路が形成され、上水道から水タンク２に供給された上水は、便器３を洗浄した後に処理槽３０を経由して下水道に排水される。

【0055】

すなわち、限定処理運転においては、上水道から、給水路１、水タンク２、便器３、排
水路２０、第２排水バルブ１２、循環側排水路２２、処理槽３０、処理槽排水バルブ３１、処理槽排水路３２、下水側排水路２１を経由し下水道に至る流路を有する。

【0056】

このように、限定処理運転においては、便器３からの排水を処理槽３０に流入させることで、浄水処理を行う際に微生物が増殖するのに必要な栄養源を供給することができる。またこの時、処理槽３０に設置された温度センサ５３や臭気センサ、溶存酸素計の測定値から判断される微生物の活性状態に応じて、ヒーターによる水温調整や、ブロワ３３と散気管３４による酸素の供給を適宜行っても構わない。

【0057】

なお、本実施形態のトイレシステム１００は、省エネ運転モードにおいて、直接排水運転と限定処理運転とが自動的に切り替わる排水切替手段を有しており、排水切替手段として、以下に述べる方法を備える。

【0058】

排水切替手段は、一例として、省エネ運転モードで使用中のフラッシュバルブ５１の操作回数によって、直接排水運転と限定処理運転とを自動的に切り替える。この場合、例えば、フラッシュバルブ５１の操作回数が２回より多く操作された場合に、直接排水運転と限定処理運転とを１回切り替えると好適である。

【0059】

また、排水切替手段は、一例として、処理槽３０に設けられた重量センサ５４によって、処理槽３０内の排水や汚泥の量を管理し、直接排水運転と限定処理運転とを自動的に切り替える。この場合、例えば、処理槽３０内の重量が満水状態での重量に対して５割以下の重量となるように管理され、直接排水運転と限定処理運転とを切り替えると好適である。

【0060】

また、排水切替手段は、一例として、処理槽３０に設けられた温度センサ５３によって、処理槽３０内の微生物の活性状態を判断し、直接排水運転と限定処理運転とを自動的に切り替える。この場合、例えば、処理槽３０内の雰囲気温度が３０度未満の場合には限定処理運転をさせ、３０度以上の場合には直接排水運転となるように切り替えると好適である。また、例えば、処理槽３０内の排水温度が１５度未満の場合には限定処理運転をさせ、１５度以上の場合には直接排水運転となるように切り替えると好適である。

【0061】

また、排水切替手段は、一例として、タイマーによって一定時間経過後に、直接排水運転と限定処理運転とを自動的に切り替える。この場合、例えば、トイレシステム１００の使用時間に対して５割以下の時間が限定処理運転となるように、直接排水運転と限定処理運転とを切り替えると好適である。

【0062】

また、排水切替手段は、一例として、処理槽３０に設けられた臭気センサによって臭気強度を判断し、直接排水運転と限定処理運転とを自動的に切り替える。この場合、例えば、処理槽３０内の臭気強度が高くなった場合には限定処理運転をさせ、臭気強度が異常値を超えないように、直接排水運転と限定処理運転とを切り替えると好適である。

【0063】

また、排水切替手段は、一例として、便器３または処理槽３０に設けられたｐＨセンサによって排水の液性を判断し、直接排水運転と限定処理運転とを自動的に切り替える。この場合、例えば、便器３の清掃時に洗剤等が使用された場合には直接排水運転をさせ、処理槽３０内へ微生物に悪影響を与えるものが混入しないように、直接排水運転と限定処理運転とを切り替えると好適である。

【0064】

なお、これらの排水切替手段は、上記に示す方法の一つのみを使用してもよく、複数を組み合わせて使用しても構わない。また、任意のタイミングで手動によって直接排水運転と限定処理運転とを切り替えても構わない。

【0065】

上記のように、省エネ運転モードでは、直接排水運転と限定処理運転が自動的に切り替わることで、便器３からの排水を全量浄水処理するのではなく、排水の一部について限定的に浄水処理が行われる。このため、処理槽３０内の微生物の活性状態は維持されるが、過度な浄水処理を抑制することができ、消費エネルギーを低減することが可能である。

【0066】

次に、自己処理循環モードについて説明を行う。

【0067】

自己処理循環モードにおいては、排水切替バルブ１０の第１排水バルブ１１を閉弁し第２排水バルブ１２を開弁させる。また、処理槽排水バルブ３１を閉弁させる。この時、循環ポンプ３６は稼働状態になっており、水タンク２に貯留された洗浄水が使用され、水タンク２内の水位が低下した際には、処理槽３０にて浄水処理された処理水が返水路４０を介して水タンク２へ供給される。

【0068】

なお、自己処理循環モードにおいては、上水道からの上水は途絶しており、給水路１から水タンク２への上水の供給は行われない。

【0069】

上記の自己処理循環モードの状態では、図４に示すような流路が形成される。図４に示すように、水タンク２に貯留された洗浄水は、便器３を洗浄した後に処理槽３０に流入し浄水処理される。浄水処理によって得られた処理水は、循環ポンプ３６によって水タンク２に供給され、再度洗浄水として使用される。

【0070】

また、自己処理循環モードにおいては、処理槽３０に設置されたヒーターやブロワ３３を稼働状態にさせ、処理槽３０内の微生物による浄水処理能力が下がらないよう適宜管理される。

【0071】

本実施形態において、上述した省エネ運転モードと自己処理循環モードとは、給水路１の圧力低下や、非常用電源への切替りを検知した際に自動的に切り替わる。このため、災害等が発生し上下水道が途絶した場合であっても、即座に自己処理循環モードでのトイレシステムの使用が可能である。

【0072】

また、上述の通り平常時での省エネ運転モードにおいて、常に処理槽３０内の微生物は活性状態に保たれているため、自己処理循環モードに切り替わった際にも、即座に浄水処理能力を発揮することが可能である。

【0073】

［第２の実施形態］
以上説明した第１の実施形態に係るトイレシステム１００は、一つの処理槽３０によって浄水処理を行い、省エネ運転モードと自己処理循環モードとを切り替えて使用できるトイレシステムについて説明を行った。次に説明する第２の実施形態に係るトイレシステム２００は、第１の実施形態と異なる構成を有するトイレシステムについて説明を行う。なお、上述した第１の実施形態と同一または類似する構成については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

【0074】

図５は、本発明の第２の実施形態に係るトイレシステムを示す全体図であり、図６は、本発明の第２の実施形態において省エネ運転モードのうち直接排水運転で使用する場合を示す説明図であり、図７は、本発明の第２の実施形態において省エネ運転モードのうち限定処理運転で使用する場合を示す説明図であり、図８は、本発明の第２の実施形態において自己処理循環モードで使用する場合を示す説明図である。

【0075】

図５に示すように、第２の実施形態に係るトイレシステム２００は、水タンク２を備える便器３と、便器３からの排水を微生物によって浄水処理する第１処理槽６０及び第２処理槽７０と、を備える。

【0076】

便器３から排水路２０を介して接続される排水切替バルブ１０は、第１の実施形態と同様に、第１排水バルブ１１と第２排水バルブ１２を備え、第１排水バルブ１１を開弁し第２排水バルブ１２を閉弁した直接排水運転と、第１排水バルブ１１を閉弁し第２排水バル
ブ１２を開弁した限定処理運転とを、後述する排水切替手段によって切替可能に構成されている。

【0077】

なお、本実施形態において、第１排水バルブ１１と第２排水バルブ１２とは、一体の三方弁で構成されてもよく、または、第１排水バルブ１１と第２排水バルブ１２とがそれぞれ独立して設置されるボール弁であっても構わない。

【0078】

第１処理槽６０及び第２処理槽７０は、微生物によって便器３から流入した排水に含まれる有機物を分解し、浄水処理を行う機能を備える。本実施形態において、有機物を分解する微生物としては、一例として、ズーグレア、シュードモナス、バチルス等の多種類の細菌が用いられ、その他、ツリガネ虫やワムシ等の原生動物が含まれていても構わない。このような微生物による浄水処理を行うためには、微生物の活性状態を保つため、第１処理槽６０及び第２処理槽７０内への酸素の供給や、浄水処理を行う排水の水温管理等が重要となる。そのため、第１処理槽６０は、第１処理槽６０内の排水に空気を供給する散気管６４と、第１処理槽６０内の雰囲気温度と水温管理のための温度センサ１５３を備え、第２処理槽７０は、第２処理槽７０内の排水に空気を供給する散気管７４と、第２処理槽７０内の雰囲気温度と水温管理のための温度センサ２５３を備える。

【0079】

散気管６４及び散気管７４は、例えば第１処理槽６０及び第２処理槽７０の槽底部付近にそれぞれ設置され、空気を微細な気泡として供給する。散気管６４及び散気管７４は、それぞれの散気管に空気を供給するブロワ６３、７３に接続されている。なお、散気管６４及び散気管７４は、それぞれ独立させて空気の供給と停止が可能であっても、両方同時に空気の供給と停止が可能であっても構わない。したがって、散気管６４及び散気管７４に接続されるブロワは、それぞれ独立した二つのブロワ６３、７３であってもよく、一つの共通のブロワを使用して、既知の切替手段によって空気の供給先を変更しても構わない。

【0080】

また、第１処理槽６０及び第２処理槽７０内には、温度センサ１５３及び温度センサ２５３によって、処理槽内の雰囲気温度、または排水温度の低下が検知された際に使用されるヒーターを備える。

【0081】

また、第１処理槽６０及び第２処理槽７０は、処理槽内に流入する排水量や、浄水処理後の汚泥の量を管理する重量センサを備える。その他にも、第１処理槽６０及び第２処理槽７０には、例えば、第１処理槽６０及び第２処理槽７０内の臭気強度の度合いを管理する臭気センサや、微生物による浄水処理能力を管理するために、水中の酸素濃度を測定する溶存酸素計や、水中の水素イオン濃度指数を測定するｐＨセンサ等を設置しても構わない。

【0082】

上述の通り、第１処理槽６０及び第２処理槽７０は、共に微生物による浄水処理機能を備えるが、浄水処理が可能な容量については、第１処理槽６０の容量に対し第２処理槽７０の容量の方が大きく設定されている。本実施形態において、第１処理槽６０の容量は、例えば、第２処理槽７０の容量の半分以下となるように構成される。

【0083】

また、第１処理槽６０は、処理槽間バルブ６９を介して第２処理槽７０と連通している。また、第１処理槽６０は下水側排水路２１に接続される第１処理槽排水路６２及び、この第１処理槽排水路６２の連通と遮断を行う第１処理槽排水バルブ６１を備える。

【0084】

第２処理槽７０は、返水路４０を介して浄水処理後の処理水を水タンク２に汲み上げる循環ポンプ７６を備える。なお、循環ポンプ７６によって汲み上げられる処理水は、微生物によって排水中の有機物を分解させた後に、汚泥と分離された上澄み液である。また、
第２処理槽７０は下水側排水路２１に接続される第２処理槽排水路７２及び、この第２処理槽排水路７２の連通と遮断を行う第２処理槽排水バルブ７１を備える。

【0085】

なお、本実施形態において、第１処理槽６０及び第２処理槽７０は、一例として、排水内に空気を送らず撹拌し汚泥に含まれるリンを放出させる嫌気槽や、窒素の除去を行う無酸素槽、微生物によって排水内の有機物を分解する曝気槽、曝気槽で分解された処理水を自然沈降によって汚泥と上澄み液とに分離する沈殿槽等に分かれていてもよく、また、物理ろ過装置等が設置されていても構わない。

【0086】

また、第１処理槽６０及び第２処理槽７０は、一例として、杉などのチップ材を敷き詰めて、やや乾燥した状態で有機物を微生物によって分解させる反応槽と、反応槽を通過した水分を貯留する貯水槽と、から構成されていても構わない。なお、第１処理槽６０及び第２処理槽７０は、このような反応槽と貯水槽を、上述した嫌気槽や曝気槽等と組み合わせて構成されていても構わない。

【0087】

また、トイレシステム２００には、後述する直接排水運転と限定処理運転とを切り替える排水切替手段の一つとして使用されるタイマーを備える。

【0088】

次に、本実施形態のトイレシステム２００の使用方法について説明を行う。

【0089】

本実施形態のトイレシステム２００は、第１の実施形態に係るトイレシステム１００と同様に、上下水道が確保されている平常時に使用される省エネ運転モードと、災害などで上下水道が途絶した際に使用される自己処理循環モードとの二通りの使用が可能である。

【0090】

まず、省エネ運転モードについて説明を行う。本実施形態における省エネ運転モードでは、直接排水運転と限定処理運転との二通りの運転方法によって使用される。

【0091】

直接排水運転においては、排水切替バルブ１０の第１排水バルブ１１を開弁し、第２排水バルブ１２を閉弁させる。また、第１処理槽排水バルブ６１、第２処理槽排水バルブ７１及び処理槽間バルブ６９を閉弁させる。この時、循環ポンプ７６は停止状態にしておく。

【0092】

上記の直接排水運転の状態では、図６に示すような流路が形成され、上水道から水タンク２に供給された上水は、便器３を洗浄した後に直接下水道に排水される。

【0093】

すなわち、直接排水運転においては、上水道から、給水路１、水タンク２、便器３、排水路２０、第１排水バルブ１１、下水側排水路２１を経由し下水道に至る流路を有する。

【0094】

一方、限定処理運転においては、排水切替バルブ１０の第１排水バルブ１１を閉弁し、第２排水バルブ１２を開弁させる。また、第１処理槽排水バルブ６１を開弁させ、処理槽間バルブ６９及び第２処理槽排水バルブ７１を閉弁させる。この時、循環ポンプ７６は停止状態にしておく。

【0095】

上記の限定処理運転の状態では、図７に示すような流路が形成され、上水道から水タンク２に供給された上水は、便器３を洗浄した後に処理槽６０を経由して下水道に排水される。

【0096】

すなわち、限定処理運転においては、上水道から、給水路１、水タンク２、便器３、排水路２０、第２排水バルブ１２、循環側排水路２２、処理槽６０、第１処理槽排水バルブ６１、第１処理槽排水路６２、下水側排水路２１を経由し下水道に至る流路を有する。

【0097】

このように、限定処理運転においては、便器３からの排水を第１処理槽６０に流入させることで、浄水処理を行う際に微生物が増殖するのに必要な栄養源を供給することができる。またこの時、処理槽６０に設置された温度センサ１５３や臭気センサ、溶存酸素計の測定値から判断される微生物の活性状態に応じて、ヒーターによる水温調整や、ブロワ６３による酸素の供給を適宜行っても構わない。

【0098】

なお、本実施形態のトイレシステム２００は、省エネ運転モードにおいて、直接排水運転と限定処理運転とが自動的に切り替わる排水切替手段を有しており、排水切替手段として、以下に述べる方法を備える。

【0099】

排水切替手段は、一例として、省エネ運転モードで使用中のフラッシュバルブ５１の操作回数によって、直接排水運転と限定処理運転とを自動的に切り替える。この場合、例えば、フラッシュバルブ５１の操作回数が２回より多く操作された場合に、直接排水運転と限定処理運転とを１回切り替えると好適である。

【0100】

また、排水切替手段は、一例として、処理槽６０に設けられた重量センサによって、処理槽６０内の排水や汚泥の量を管理し、直接排水運転と限定処理運転とを自動的に切り替える。この場合、例えば、処理槽６０内の重量が満水状態での重量に対して５割以下の重量となるように管理され、直接排水運転と限定処理運転とを切り替えると好適である。

【0101】

また、排水切替手段は、一例として、処理槽６０に設けられた温度センサ１５３によって、処理槽６０内の微生物の活性状態を判断し、直接排水運転と限定処理運転とを自動的に切り替える。この場合、例えば、処理槽６０内の雰囲気温度が３０度未満の場合には限定処理運転をさせ、３０度以上の場合には直接排水運転となるように切り替えると好適である。また、例えば、処理槽６０内の排水温度が１５度未満の場合には限定処理運転をさせ、１５度以上の場合には直接排水運転となるように切り替えると好適である。

【0102】

また、排水切替手段は、一例として、タイマーによって一定時間経過後に、直接排水運転と限定処理運転とを自動的に切り替える。この場合、例えば、トイレシステム２００の使用時間に対して５割以下の時間が限定処理運転となるように、直接排水運転と限定処理運転とを切り替えると好適である。

【0103】

また、排水切替手段は、一例として、処理槽６０に設けられた臭気センサによって臭気強度を判断し、直接排水運転と限定処理運転とを自動的に切り替える。この場合、例えば、処理槽６０内の臭気強度が高くなった場合には限定処理運転をさせ、臭気強度が異常値を超えないように、直接排水運転と限定処理運転とを切り替えると好適である。

【0104】

また、排水切替手段は、一例として、便器３または処理槽６０に設けられたｐＨセンサによって排水の液性を判断し、直接排水運転と限定処理運転とを自動的に切り替える。この場合、例えば、便器３の清掃時に洗剤等が使用された場合には直接排水運転をさせ、処理槽６０内へ微生物に悪影響を与えるものが混入しないように、直接排水運転と限定処理運転とを切り替えると好適である。

【0105】

なお、これらの排水切替手段は、上記に示す方法の一つだけを使用してもよく、複数を組み合わせて使用しても構わない。また、任意のタイミングで手動によって直接排水運転と限定処理運転とを切り替えても構わない。

【0106】

上記のように、省エネ運転モードでは、直接排水運転と限定処理運転が自動的に切り替わることで、便器３からの排水を全量浄水処理するのではなく、排水の一部について限定的に浄水処理が行われる。このため、処理槽６０内の微生物の活性状態は維持されるが、過度な浄水処理を抑制することができ、消費エネルギーを低減することが可能である。

【0107】

次に、自己処理循環モードについて説明を行う。

【0108】

自己処理循環モードにおいては、排水切替バルブ１０の第１排水バルブ１１を閉弁し第
２排水バルブ１２を開弁させる。また、処理槽間バルブ６９を開弁させ第１処理槽６０と第２処理槽７０とを連通させ、第１処理槽排水バルブ６１と第２処理槽排水バルブ７１を閉弁させる。この時、循環ポンプ７６は稼働状態になっており、水タンク２に貯留された洗浄水が使用され、水タンク２内の水位が低下した際には、第１処理槽６０及び第２処理槽７０にて浄水処理された処理水が返水路４０を介して水タンク２へ供給される。

【0109】

なお、自己処理循環モードにおいては、上水道からの上水は途絶しており、給水路１から水タンク２への上水の供給は行われない。

【0110】

上記の自己処理循環モードの状態では、図８に示すような流路が形成される。図８に示すように、水タンク２に貯留された洗浄水は、便器３を洗浄した後に第１処理槽６０及び第２処理槽７０に流入し浄水処理される。浄水処理によって得られた処理水は、循環ポンプ７６によって水タンク２に供給され、再度洗浄水として使用される。

【0111】

また、自己処理循環モードにおいては、第１処理槽６０及び第２処理槽７０に設置されたヒーターやブロワ６３、７３を稼働状態にさせ、第１処理槽６０及び第２処理槽７０内の微生物による浄水処理能力が下がらないよう適宜管理される。

【0112】

本実施形態において、上述した省エネ運転モードと自己処理循環モードとは、給水路１の圧力低下や、非常用電源への切替りを検知した際に自動的に切り替わる。このため、災害等が発生し上下水道が途絶した場合であっても、即座にトイレシステムの自己処理循環モードでの使用が可能である。

【0113】

また、上述の通り平常時での省エネ運転モードにおいて、常に第１処理槽６０内の微生物は活性状態に保たれており、自己処理循環モードに切り替わった際、第２処理槽７０に活性状態の微生物を含んだ排水が流れ込むことで、大容量の浄水処理能力を即座に発揮することが可能である。なお、省エネ運転モードにおいて第２処理槽７０には、自己処理循環モードにて使用される洗浄水が貯留されている。この時貯留される洗浄水は、上水の他、雨水や井水であっても構わない。また、省エネ運転モードにおいて、第２処理槽７０に貯留されている洗浄水は、腐敗防止のため定期的に交換がされると好適である。

【0114】

また、省エネ運転モードにて浄水処理機能を稼働させる第１処理槽６０の容量は、自己処理循環モードに切り替わった際に、第１処理槽６０と第２処理槽７０の両方で行う浄水処理を、即座に発揮させるために必要な微生物の量が確保できる最小限の容量で構わない。そのため、第１処理槽６０内の微生物を活性状態にさせるためのヒーターやブロワ６３は、必要最小限の出力のものを使用することができ、平常時の消費エネルギーを抑えることが可能である。

【0115】

［第３の実施形態］
以上説明した第１、第２の実施形態に係るトイレシステム１００、２００は、一つのトイレについて使用されるトイレシステムについて説明を行った。次に説明する第３の実施形態に係るトイレシステム３００は、第１、第２の実施形態と異なる構成を有するトイレシステムについて説明を行う。なお、上述した第１、第２の実施形態と同一または類似する構成については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

【0116】

図９は、本発明の第３の実施形態に係るトイレシステムを示す全体図であり、図１０は、本発明の第３の実施形態において省エネ運転モードのうち直接排水運転で使用する場合を示す説明図であり、図１１は、本発明の第３の実施形態において省エネ運転モードのうち限定処理運転で使用する場合を示す説明図であり、図１２は、本発明の第３の実施形態において自己処理循環モードで使用する場合を示す説明図である。

【0117】

図９に示すように、第３の実施形態に係るトイレシステム３００は、住居用のマンションや商業ビルなどの複数階層を有する建物において使用されるトイレシステムであって、最上階に設置され洗浄水を貯留する高置水槽６と、高置水槽６へ上水道からの上水を汲み上げる上水汲み上げポンプ４と、最下階と同じ高さ又は最下階よりも低位置に設置され、浄水処理された処理水を貯留する貯水槽７と、貯水槽７に貯留された処理水を高置水槽６へ汲み上げる処理水汲み上げポンプ８と、各階層に設置されるトイレシステム３００ａ、３００ｂ、３００ｘと、階層を縦に貫通し、各階層のトイレシステムから出た排水を下水道へと運ぶ主排水路１３０と、を備える。

【0118】

高置水槽６は、上水道からの上水が供給される揚水路５と、貯水槽７に貯留された処理水が供給される返水路９に接続されている。また、高置水槽６は、貯留された洗浄水を各階層に設置されるトイレシステムに供給する給水路８０に接続されている。

【0119】

揚水路５は、最上階に設置された高置水槽６へ揚水可能な上水汲み上げポンプ４に接続され、上水汲み上げポンプ４よりも上流側には、上水道の圧力低下を検知する圧力計５５を備える。

【0120】

給水路８０は、最上階に位置するトイレシステム３００ａに接続される各階給水路８１ａと、階層を縦に貫通する階層連通給水路８２とに分岐されている。

【0121】

各階給水路８１ａと階層連通給水路８２との分岐部には、洗浄水の経路を切り替える給水切替バルブ９０が設けられ、給水切替バルブ９０は、第１給水バルブ９１ａと第２給水バルブ９２とを備える。

【0122】

第１給水バルブ９１ａは、各階給水路８１ａ側に設けられ、各階給水路８１ａの連通と遮断の切換を行う。

【0123】

第２給水バルブ９２は、階層連通給水路８２側に設けられ、階層連通給水路８２の連通と遮断の切換を行う。

【0124】

また、階層連通給水路８２は、図９に示すように、各階層に設置されるトイレシステムに接続される各階給水路８１ｂへ分岐し、最下階の各階給水路８１ｘに接続する。なお、図９においては省略するが、各階給水路８１ｂは、複数階層の建物の最上階と最下階を除くすべての階層に設置されるトイレシステムに接続するように、階層連通給水路８２から分岐されている。また、各階給水路８１ｂ、８１ｘは、それぞれの給水路の連通と遮断の切替を行う給水バルブ９１ｂ、９１ｘを備える。

【0125】

各階に設置されるトイレシステムは、例えば最上階に設置されるトイレシステム３００ａを例にあげると、図９に示すように、水タンク２ａを備える便器３ａと、便器３ａからの排水を微生物によって浄水処理する処理槽３０ａと、を備える。

【0126】

水タンク２ａは、高置水槽６からの洗浄水を水タンク２ａへ供給する各階給水路８１ａに接続されている。また、水タンク２ａは、便器３ａを１回洗浄するのに必要な水量の洗浄水を貯留することができる。水タンク２ａに貯留された洗浄水は、水タンク２ａに備えられたフラッシュバルブを操作することによって便器３ａに流され、排泄物を下流工程へ流し出す。

【0127】

便器３ａは、水タンク２ａから流し出された洗浄水の排水を行う排水路２０ａに接続されている。また、便器３ａには、排水の水素イオン濃度指数を測定するｐＨセンサを設置しても構わない。

【0128】

排水路２０ａは主排水路１３０につながる下水側排水路２１ａと、処理槽３０ａにつながる循環側排水路２２ａとに分岐されている。

【0129】

下水側排水路２１ａと循環側排水路２２ａとの分岐部には、排水の経路を切り替える排水切替バルブ１０ａが設けられ、排水切替バルブ１０ａは、第１排水バルブ１１ａと第２排水バルブ１２ａとを備える。

【0130】

第１排水バルブ１１ａは、下水側排水路２１ａ側に設けられ、下水側排水路２１ａの連通と遮断の切換を行う。

【0131】

第２排水バルブ１２ａは、循環側排水路２２ａ側に設けられ、循環側排水路２２ａの連通と遮断の切換を行う。

【0132】

なお、本実施形態において、第１排水バルブ１１ａと第２排水バルブ１２ａとは、一体の三方弁で構成されてもよく、または、第１排水バルブ１１ａと第２排水バルブ１２ａとがそれぞれ独立して設置されるボール弁であっても構わない。

【0133】

排水切替バルブ１０ａは、第１排水バルブ１１ａを開弁し第２排水バルブ１２ａを閉弁した直接排水運転と、第１排水バルブ１１ａを閉弁し第２排水バルブ１２ａを開弁した限定処理運転とを、後述する排水切替手段によって切替可能に構成されている。

【0134】

処理槽３０ａは、微生物によって便器３ａから流入した排水に含まれる有機物を分解し、浄水処理を行う機能を備える。本実施形態において、有機物を分解する微生物としては、一例として、ズーグレア、シュードモナス、バチルス等の多種類の細菌が用いられ、その他、ツリガネ虫やワムシ等の原生動物が含まれていても構わない。このような微生物による浄水処理を行うためには、微生物の活性状態を保つため、処理槽３０ａ内への酸素の供給や、浄水処理を行う排水の水温管理等が重要となる。そのため、処理槽３０ａは、処理槽３０ａ内の排水に空気を供給する散気管と、処理槽３０ａ内の雰囲気温度と水温管理のための温度センサを備える。

【0135】

処理槽３０ａに設置される散気管は、例えば処理槽３０ａの槽底部付近に設置され、空気を微細な気泡として供給する。散気管は、散気管に空気を供給するブロワに接続されている。

【0136】

また、処理槽３０ａ内には、温度センサによって処理槽３０ａ内の雰囲気温度、または排水温度の低下が検知された際に使用されるヒーターを備える。

【0137】

また、処理槽３０ａは、処理槽３０ａ内に流入する排水量や、浄水処理後の汚泥の量を管理する重量センサを備える。その他にも、処理槽３０ａには、例えば、処理槽３０ａ内の臭気強度の度合いを管理する臭気センサや、処理槽３０ａ内の微生物による浄水処理能力を管理するために、水中の酸素濃度を測定する溶存酸素計や、水中の水素イオン濃度指数を測定するｐＨセンサ等を設置しても構わない。

【0138】

処理槽３０ａは、処理槽３０ａ内で浄水処理された処理水を下流工程へと送る処理槽排水路１１０ａに接続される。なお、下流工程へと送られる処理水は、微生物によって排水中の有機物を分解させた後に、汚泥と分離された上澄み液である。

【0139】

処理槽排水路１１０ａは主排水路１３０につながる下水側処理槽排水路１１１ａと、下階のトイレシステム３００ｂの水タンク２ｂに接続する循環側処理槽排水路１１２ａとに
分岐されている。

【0140】

下水側処理槽排水路１１１ａと循環側処理槽排水路１１２ａとの分岐部には、排水の経路を切り替える処理槽排水切替バルブ１２０ａが設けられ、処理槽排水切替バルブ１２０ａは、第１処理槽排水バルブ１２１ａと第２処理槽排水バルブ１２２ａとを備える。

【0141】

第１処理槽排水バルブ１２１ａは、下水側処理槽排水路１１１ａ側に設けられ、下水側処理槽排水路１１１ａの連通と遮断の切換を行う。

【0142】

第２処理槽排水バルブ１２２ａは、循環側処理槽排水路１１２ａ側に設けられ、循環側処理槽排水路１１２ａの連通と遮断の切換を行う。

【0143】

なお、本実施形態において、第１処理槽排水バルブ１２１ａと第２処理槽排水バルブ１２２ａとは、一体の三方弁で構成されてもよく、または、第１処理槽排水バルブ１２１ａと第２処理槽排水バルブ１２２ａとがそれぞれ独立して設置されるボール弁であっても構わない。

【0144】

処理槽排水切替バルブ１２０ａは、第１処理槽排水バルブ１２１ａと第２処理槽排水バルブ１２２ａを両方とも閉弁した直接排水運転と、第１処理槽排水バルブ１２１ａを開弁し第２処理槽排水バルブ１２２ａを閉弁した限定処理運転とを、後述する排水切替手段によって切替可能に構成されている。

【0145】

本実施形態における最上階に設置されるトイレシステム３００ａは、上記のように構成される。なお、最上階よりも下階に位置するトイレシステム３００ｂは、最上階に設置されるトイレシステム３００ａに対し、上階の処理槽で得られた処理水を供給する循環側処理槽排水路１１２ａが水タンク２ｂに接続されている点において異なり、その他の構成は同様である。

【0146】

また、最下層に設置されるトイレシステム３００ｘは、最上階に設置されるトイレシステム３００ａに対して、上記の相違点に加え、循環側処理槽排水路１１２ｘが貯水槽７に接続される点において異なり、その他の構成は同様である。

【0147】

貯水槽７は、最下階と同じ高さ又は最下階よりも低位置に設置され、最下階の処理槽３０ｘで浄水処理された処理水を貯留する。また、貯水槽７は、階層を縦に貫通する返水路９を介して貯留された処理水を高置水槽６へ汲み上げる処理水汲み上げポンプ８を備える。

【0148】

なお、本実施形態において、各階層に設置される処理槽３０ａ、３０ｂ、３０ｘは、一例として、排水内に空気を送らず撹拌し汚泥に含まれるリンを放出させる嫌気槽や、窒素の除去を行う無酸素槽、微生物によって排水内の有機物を分解する曝気槽、曝気槽で分解された処理水を自然沈降によって汚泥と上澄み液とに分離する沈殿槽等に分かれていてもよく、また、物理ろ過装置等が設置されていても構わない。

【0149】

また、各階層に設置される処理槽３０ａ、３０ｂ、３０ｘは、一例として、杉などのチップ材を敷き詰めて、やや乾燥した状態で有機物を微生物によって分解させる反応槽と、反応槽を通過した水分を貯留する貯水槽と、から構成されていても構わない。なお、各階層に設置される処理槽３０ａ、３０ｂ、３０ｘは、このような反応槽と貯水槽を、上述した嫌気槽や曝気槽等と組み合わせて構成されていても構わない。

【0150】

また、トイレシステム３００には、後述する直接排水運転と限定処理運転とを切り替え
る排水切替手段の一つとして使用されるタイマーを備える。

【0151】

次に、本実施形態のトイレシステム３００の使用方法について説明を行う。

【0152】

本実施形態のトイレシステム３００は、第１、第２の実施形態に係るトイレシステム１００、２００と同様に、上下水道が確保されている平常時に使用される省エネ運転モードと、災害などで上下水道が途絶した際に使用される自己処理循環モードとの二通りの使用が可能である。

【0153】

まず、省エネ運転モードについて説明を行う。本実施形態における省エネ運転モードでは、直接排水運転と限定処理運転との二通りの運転方法によって使用される。

【0154】

直接排水運転においては、給水切替バルブ９０の第１給水バルブ９１ａ、第２給水バルブ９２及び各階層の給水バルブ９１ｂ、９１ｘを開栓させる。また、排水切替バルブ１０ａ、１０ｂ、１０ｘの第１排水バルブ１１ａ、１１ｂ、１１ｘを開弁し、第２排水バルブ１２ａ、１２ｂ、１２ｘを閉弁させる。また、処理槽排水切替バルブ１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｘの第１処理槽排水バルブ１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｘ及び第２処理槽排水バルブ１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｘを閉弁させる。この時、処理水汲み上げポンプ８は停止状態にしておく。

【0155】

上記の直接排水運転の状態では、図１０に示すような流路が形成され、上水道から高置水槽６に貯留された上水は、各階層のトイレシステムの水タンク２ａ、２ｂ、２ｘに供給され、便器３ａ、３ｂ、３ｘを洗浄した後に主排水路１３０を介し、直接下水道に排水される。

【0156】

一方、限定処理運転においては、給水切替バルブ９０の第１給水バルブ９１ａ、第２給水バルブ９２及び各階層の給水バルブ９１ｂ、９１ｘを開栓させる。また、排水切替バルブ１０ａ、１０ｂ、１０ｘの第１排水バルブ１１ａ、１１ｂ、１１ｘを閉弁し、第２排水バルブ１２ａ、１２ｂ、１２ｘを開弁させる。また、処理槽排水切替バルブ１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｘの第１処理槽排水バルブ１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｘを開弁し、第２処理槽排水バルブ１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｘを閉弁させる。この時、処理水汲み上げポンプ８は停止状態にしておく。

【0157】

上記の限定処理運転の状態では、図１１に示すような流路が形成され、上水道から高置水槽６に貯留された上水は、各階層のトイレシステムの水タンク２ａ、２ｂ、２ｘに供給され、便器３ａ、３ｂ、３ｘを洗浄した後に処理槽３０ａ、３０ｂ、３０ｘを経由して、主排水路１３０を介し下水道に排水される。

【0158】

このように、限定処理運転においては、便器３ａ、３ｂ、３ｘからの排水を各階層の処理槽３０ａ、３０ｂ、３０ｘに流入させることで、浄水処理を行う際に微生物が増殖するのに必要な栄養源を供給することができる。またこの時、処理槽３０ａ、３０ｂ、３０ｘに設置された温度センサや臭気センサ、溶存酸素計の測定値から判断される微生物の活性状態に応じて、ヒーターによる水温調整や、ブロワによる酸素の供給を適宜行っても構わない。

【0159】

なお、本実施形態のトイレシステム３００は、省エネ運転モードにおいて、直接排水運転と限定処理運転とが自動的に切り替わる排水切替手段を有しており、排水切替手段として、以下に述べる方法を備える。

【0160】

排水切替手段は、一例として、省エネ運転モードで使用中のフラッシュバルブの操作回
数によって、直接排水運転と限定処理運転とを自動的に切り替える。この場合、例えば、各階層のトイレシステムにおいて、フラッシュバルブの操作回数が２回より多く操作された場合に、直接排水運転と限定処理運転とを１回切り替えると好適である。

【0161】

また、排水切替手段は、一例として、処理槽３０ａ、３０ｂ、３０ｘに設けられた重量センサによって、処理槽３０ａ、３０ｂ、３０ｘ内の排水や汚泥の量を管理し、必要に応じて直接排水運転と限定処理運転とを自動的に切り替える。この場合、例えば、処理槽内の重量が満水状態での重量に対して５割以下の重量となるように管理され、直接排水運転と限定処理運転とを切り替えると好適である。

【0162】

また、排水切替手段は、一例として、処理槽３０ａ、３０ｂ、３０ｘに設けられた温度センサによって、処理槽３０ａ、３０ｂ、３０ｘ内の微生物の活性状態を判断し、必要に応じて直接排水運転と限定処理運転とを自動的に切り替える。この場合、例えば、処理槽内の雰囲気温度が３０度未満の場合には限定処理運転をさせ、３０度以上の場合には直接排水運転となるように切り替えると好適である。また、例えば、処理槽内の排水温度が１５度未満の場合には限定処理運転をさせ、１５度以上の場合には直接排水運転となるように切り替えると好適である。

【0163】

また、排水切替手段は、一例として、タイマーによって一定時間経過後に、直接排水運転と限定処理運転とを自動的に切り替える。この場合、例えば、各階層のトイレシステムの使用時間に対して５割以下の時間が限定処理運転となるように、直接排水運転と限定処理運転とを切り替えると好適である。

【0164】

また、排水切替手段は、一例として、処理槽に設けられた臭気センサによって臭気強度を判断し、直接排水運転と限定処理運転とを自動的に切り替える。この場合、例えば、処理槽内の臭気強度が高くなった場合には限定処理運転をさせ、臭気強度が異常値を超えないように、直接排水運転と限定処理運転とを切り替えると好適である。

【0165】

また、排水切替手段は、一例として、便器または処理槽に設けられたｐＨセンサによって排水の液性を判断し、直接排水運転と限定処理運転とを自動的に切り替える。この場合、例えば、便器の清掃時に洗剤等が使用された場合には直接排水運転をさせ、処理槽内へ微生物に悪影響を与えるものが混入しないように、直接排水運転と限定処理運転とを切り替えると好適である。

【0166】

なお、このような直接排水運転と限定処理運転との切り替えは、各階層に設置された処理槽の状態に合わせ、各階層ごとのトイレシステムについて切り替えてもよく、建物全体のトイレシステムについて同時に切り替えても構わない。

【0167】

また、これらの排水切替手段は、上記に示す方法の一つだけを使用してもよく、複数を組み合わせて使用しても構わない。また、任意のタイミングで手動によって直接排水運転と限定処理運転とを切り替えても構わない。

【0168】

上記のように、省エネ運転モードでは、直接排水運転と限定処理運転が自動的に切り替わることで、便器３ａ、３ｂ、３ｘからの排水を全量浄水処理するのではなく、排水の一部について限定的に浄水処理が行われる。このため、処理槽３０ａ、３０ｂ、３０ｘ内の微生物の活性状態は維持されるが、過度な浄水処理を抑制することができ、消費エネルギーを低減することが可能である。

【0169】

次に、自己処理循環モードについて説明を行う。

【0170】

自己処理循環モードにおいては、給水切替バルブ９０の第１給水バルブ９１ａ及び第２給水バルブ９２を開栓させ、各階層の給水バルブ９１ｂ、９１ｘを閉栓させる。また、排水切替バルブ１０ａ、１０ｂ、１０ｘの第１排水バルブ１１ａ、１１ｂ、１１ｘを閉弁し第２排水バルブ１２ａ、１２ｂ、１２ｘを開弁させる。また、処理槽排水切替バルブ１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｘの第１処理槽排水バルブ１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｘを閉弁させ、第２処理槽排水バルブ１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｘを開弁させる。この時、処理
水汲み上げポンプ８は稼働状態になっており、高置水槽６に貯留された洗浄水が使用され、高置水槽６内の水位が低下した際には、貯水槽７に貯留された処理水が返水路９を介して高置水槽６へ供給される。

【0171】

なお、自己処理循環モードにおいては、上水道からの上水は途絶しており、揚水路５から高置水槽６への上水の供給は行われない。

【0172】

上記の自己処理循環モードの状態では、図１２に示すような流路が形成される。図１２に示すように、最下階以外の各階層の便器３ａ、３ｂを洗浄した排水は、各階層のトイレシステムに設置される処理槽３０ａ、３０ｂに流入し、浄水処理された後、処理水として下階の水タンク２ｂ、２ｘへ供給され、再度洗浄水として使用される。最下階のトイレシステム３００ｘにおいては、便器３ｘを洗浄した排水は、処理槽３０ｘに流入し、浄水処理された後、処理水として貯水槽７に供給される。

【0173】

なお、各階層のトイレシステムの使用回数にばらつきが生じ、上階からの処理水の供給量が不足するような場合には、洗浄水の循環量のバランスを保つため、各階層の給水バルブ９１ｂ、９１ｘを開栓させ、高置水槽６に貯留される洗浄水を各階層の水タンク２ｂ、２ｘに供給しても構わない。

【0174】

また、自己処理循環モードにおいては、各階層に設置された処理槽３０ａ、３０ｂ、３０ｘに備わるヒーターやブロワを稼働状態にさせ、処理槽３０ａ、３０ｂ、３０ｘ内の微生物による浄水処理能力が下がらないよう適宜管理される。

【0175】

本実施形態において、省エネ運転モードと自己処理循環モードとは、上水道の圧力低下を圧力計５５によって検知した場合や、非常用電源への切替りを検知した際に自動的に切り替わる。このため、災害等が発生し上下水道が途絶した場合であっても、即座にトイレシステムの自己処理循環モードでの使用が可能である。

【0176】

また、本実施形態において、平常時での省エネ運転モードでは、常に各階層の処理槽３０ａ、３０ｂ、３０ｘ内の微生物は活性状態に保たれているため、自己処理循環モードに切り替わった際にも、即座に浄水処理能力を発揮することが可能である。

【0177】

また、本実施形態において、各階層で浄水処理された処理水は、下階の便器を洗浄する洗浄水として使用されるため、各階層のトイレシステムには処理水を循環させるためのポンプが不要となる。そのため、トイレシステム３００全体の循環ポンプを削減することができ、処理水の循環に要する消費エネルギーを抑えることが可能である。

【0178】

なお、第３の実施形態について、各階層のトイレシステムには一つの処理槽が設置されている場合について説明をおこなったが、処理槽の構成は上記に限らず、第２の実施形態について説明したように、各階層のトイレシステムの処理槽を２分割して構成しても構わない。

【0179】

なお上記では、水タンクまたは高置水槽６に貯留される洗浄水は、上水道からの上水または浄水処理された処理水として説明を行ったが、洗浄水と使用される水はこれに限らず、例えば雨水や井水を使用しても構わない。なお、この場合には上水道からの上水とは別の流路によって、水タンクまたは高置水槽６に雨水が供給される。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれうることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

【符号の説明】

【0180】

１ 給水路， ２ 水タンク， ３ 便器， ４ 上水汲み上げポンプ， ５ 揚水路，
６ 高置水槽， ７ 貯水槽， ８ 処理水汲み上げポンプ， ９ 返水路，１０ 排水切替バルブ， １１ 第１排水バルブ， １２ 第２排水バルブ，２０ 排水路， ２１ 下水側排水路， ２２ 循環側排水路， ３０ 処理槽， ３１ 処理槽排水バルブ， ３２ 処理槽排水路， ３３，６３，７３ ブロワ， ３４，６４，７４ 散気管，
３６，７６ 循環ポンプ， ４０ 返水路， ５１ フラッシュバルブ， ５３，１５３，２５３ 温度センサ， ５４ 重量センサ， ５５ 圧力計， ６０ 第１処理槽，
６１ 第１処理槽排水バルブ， ６２ 第１処理槽排水路， ６９ 処理槽間バルブ，
７０ 第２処理槽， ７１ 第２処理槽排水バルブ， ７２ 第２処理槽排水路， ８０ 給水路， ８１ａ 各階給水路， ８２ 階層連通給水路， ９０ 給水切替バルブ， ９１ａ 第１給水バルブ， ９１ｂ，９１ｘ 給水バルブ， ９２ 第２給水バルブ， １１０ａ 処理槽排水路， １１１ａ 下水側処理槽排水路， １１２ａ 循環側処理槽排水路， １２０ａ 処理槽排水切替バルブ， １２１ａ 第１処理槽排水バルブ，
１２２ａ 第２処理槽排水バルブ， １３０ 主排水路， １００，２００，３００ トイレシステム。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】