JP3855342B2

JP3855342B2 - 雨水回収処理装置

Info

Publication number: JP3855342B2
Application number: JP03118297A
Authority: JP
Inventors: 高志外山; 秀男染谷; 建次眞崎; 剛弘武政; 康弘石橋
Original assignee: マリーンバイオ株式会社
Priority date: 1997-01-30
Filing date: 1997-01-30
Publication date: 2006-12-06
Anticipated expiration: 2017-01-30
Also published as: JPH10216734A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、雨水を集めてトレイット用、散水用や洗車用などの生活用水に利用できるように処理を行う雨水回収処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
生活用水を井戸から十分に得られない離島や、村落等の集合体で貯水用ダムを活用できない地域では、従来より、雨水を水桶、貯水槽に貯めておき、それを生活用水として利用するなどの工夫がなされてきたが、余りに長期間の貯水は不可能であった。一方、大都市のみならず地方都市においてダム、貯水池、上水道設備が整備されつつあるが、雨水の多くは下水道を通じて河川や海にそのまま流れ込むだけで生活用水として利用されていない。
【０００３】
ここにきて水不足は地球規模で深刻な問題となり、雨水ならびに再用水を中規模または広域規模の中水道設備で処理することが検討されている。これら中水道は飲料水としても用いられる上水道レベルではないが、制菌されることが必要であるため、紫外線殺菌装置、塩素殺菌装置、中空繊維または逆浸透膜等の細菌除去装置等の制菌装置が用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる設備はその設置に多大な費用がかかるだけでなく、それを稼働するには多大な電力を消費し、家庭規模の設備としては採用しにくい。また、家庭用に普及させるためには安価で操作が簡単なこと、保守管理が容易なこと、小型であって効率がよいなどの条件を満たす必要があるが、前記の制菌装置を用いた雨水処理装置はいずれも大型で、高価かつメンテナンスに手間がかかるという問題点がある。
【０００５】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、電力やメンテナンスに多大な手間を必要とすることなく、雨水を回収し、かつ、散水用や洗車用などの生活用水として利用できるように処理、貯水することが可能な雨水回収処理装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る雨水回収処理装置では、家屋の屋根やビルの屋上などの高所において雨水を集める集水部と、該集水部で集めた雨水を下方に導く導水経路と、該導水経路を通って落下してくる雨水を貯めておく貯水部とを有し、前記集水部から前記貯水部へ落下していく雨水の落差により得られる圧力によって雨水が銀添着コーラルサンドの層を通るとともに、前記貯水部内の雨水に銀添着コーラルサンドが接触するように構成されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明において、前記銀添着コーラルサンドの層では、粗い粒の銀添着コーラルサンドから細かい粒の銀添着コーラルサンドの順に雨水を通して雨水中の夾雑物による目詰まりを防止し、落差による圧力でもスムーズに雨水を通せるように構成することが好ましい。
【０００８】
本発明に用いたコーラルサンド（砂状のサンゴ化石またはコーラル粒）は、熱帯海域または亜熱帯海域の海底に砂状に存在する造礁サンゴの骨格を主とするものであって、多数の細孔を有する。従って、天然で得られたコーラルサンドそのもの、また、コーラルサンドを洗浄してある程度塩分を除去した後に、熱処理を行ったものは、水中の浮遊微粒子や溶解している物質を吸着、除去する。また、サンゴ化石またはコーラルサンドは、それ自体が制菌効果を有することに加えて、本発明ではコーラルサンドに銀添着が施されているため、通過した雨水に銀イオンが溶出することによって高い制菌性が付与される。それ故、雨水を制菌性を有する状態で長期間にわたって貯水できる。
【０００９】
また、コーラルサンドは、以下の成分比を有し、
砂状のサンゴ化石及びコーラルサンドの成分
炭酸（ＣＯ₂）４０．８％
カルシウム３５．０％
マグネシウム２．０％
アルミニウム０．０３％
ストロンチウム０．３８％
カリウム１０ｐｐｍ
ナトリウム１２００ｐｐｍ
鉄１２２０ｐｐｍ
リン３６０ｐｐｍ
ケイ素（ＳｉＯ₂）２１００ｐｐｍ
フッ素２７０ｐｐｍ
塩素１９０ｐｐｍ
イオウ２１００ｐｐｍ
ヨウ素２．２ｐｐｍ
銅０．８ｐｐｍ
亜鉛２．４ｐｐｍ
ニッケル１．８ｐｐｍ
クロム１４ｐｐｍ
コバルト１２ｐｐｍ
マンガン１２ｐｐｍ
バナジウム１１ｐｐｍ
ホウ素１０ｐｐｍ
臭素２ｐｐｍ
チタン４３０ｐｐｍ
セレン０．０５ｐｐｍ
モリブデン０．２ｐｐｍ以下
鉛０．６ｐｐｍ
ヒ素（Ａｓ₂Ｏ₃）２．０ｐｐｍ
カドミウム検出せず
水銀検出せず
強熱減量３．０％
乾燥減量０．１８％
その主成分は炭酸カルシウム（約９６％）である。従って、酸性雨（つまり酸性化した雨水）についても、炭酸カルシウムをコーラルサンドがｐＨ調整を行うので、酸性雨から弱アルカリ性のミネラル水を得ることができる。
【００１０】
このように、本発明に係る雨水回収処理装置は、制菌作用、重金属吸着作用、ｐＨ調整作用を有する銀添着コーラルサンドを用いるだけで雨水を生活用水として再利用できるので、価格やメンテナンスの面から家庭用として用いるのに適している。しかも、雨水をコーラルサンドの層に通すのに落差を利用するという簡単な構造なので、電力などを使用せず、かつ、メンテナンスに手間がかからない。
【００１１】
本発明において、雨水を銀添着コーラルサンドの層に通すとともに、前記貯水部内の雨水に銀添着コーラルサンドを接触させるにあたっては、前記導水経路の途中位置に銀添着コーラルサンドを充填した濾過器を介挿しておくとともに、前記貯水部内にはそこに貯った雨水にパック詰めの銀添着コーラルサンドを浸漬されおけばよい。
【００１２】
また、前記導水経路の前記貯水部への出口部分には銀添着コーラルサンドが充填された濾過器を配置しておくとともに、該濾過器を前記貯水部内に貯った雨水に浸漬するように構成してもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は本発明を適用した雨水回収処理装置の全体構成を示す説明図である。
【００１４】
図１において、本形態に係る雨水回収処理装置１０は、屋根からの雨水を受ける横樋によって集水部１１が構成され、この集水部１１には縦樋からなる導水管１２（導水経路）が接続している。この導水管１２の途中位置には、銀添着コーラルサンドを充填した濾過器１３（エレメント）が介挿されている。導水管１２の下端部は、地上や地中の貯水タンク１４（貯水部）に接続され、この貯水タンク１４には蓋１５が被せられている。貯水タンク１４には、そこに貯めてある雨水を所定の位置に給水するためのモータ駆動のポンプ１６が設置されている。さらに、貯水タンク１４の内部には銀添着コーラルサンドを充填したエレメント１７が浸漬されている。
【００１５】
図２は、導水管１２に介挿されている濾過器１３の構造を模式的に示す断面図であり、図３は、貯水タンク１４の内部に浸漬してあるエレメント１７の構造を示す説明図である。
【００１６】
図２において、濾過器１３を構成する円筒形のエレメントケース１３１の内部には上層側から下層側に向かって、夾維物を除去するためのプレフィルター１３２、粗い粒度の銀添着コーラルサンド１３３の層、中程度の粒度の銀添着コーラルサンド１３４の層、標準程度の粒の細かい銀添着コーラルサンド１３５の層、およびコーラルサンド粒の流出を防ぐ目皿１３６がこの順に積層されている。
【００１７】
図３において、貯水タンク１４内のエレメント１７には、貯水タンク１４の内部に貯めてある雨水に対する制菌とｐＨ調整とを行うための銀添着コーラルサンドを充填した不織布パック１７２（パック詰め銀添着コーラルサンド）が用いられ、この不織布パック１７２を用いることによって、銀添着コーラルサンドと水との接触面積を大きくしてある。不織布パック１７２は、蓋１５に上端が固定された紐または鎖等からなるワイヤ１７１と、このワイヤ１７１の下端に取り付けられたパックホルダー１７３とを用いて蓋１５から貯水タンク１４の内部に吊り下げられた状態にある。従って、不織布パック１７２を交換する際には、ワイヤ１７１をひき上げてバックホルダー１７３のはさみグリップやフックから不織布パック１７２を外して、新品の不織布パック１７２に交換し、しかる後に不織布パック１７２を貯水タンク１４の内部に再び下ろすだけでよい。
【００１８】
このように構成した雨水回収処理装置１０において、屋根、屋上、または高所に設置された槽や横樋で構成された集水部１１で集水した雨水は、導水管１２を落下していく間に、その落差による圧力だけで濾過器１３を通る。この間、雨水は、エレメントケース１３１の内部で埃等の浮遊物のうち粒度の大きいものが目の粗いプレフィルター１３２でまず除去された後、粗い粒の銀添着コーラルサンド１３３、中位の粒の銀添着コーラルサンド１３３、および細かい粒の銀添着コーラルサンド１３５をこの順に通過し、浮遊物が粗取り、中取り、仕上げ取りされる。このため、エレメントケース１３１の内部では目詰まりなどが発生せず、落差による圧力でもスムーズに雨水が通る。すなわち、原水が上水道であれば１０メッシュ〜９０メッシュの濾材をそのまま用いても目詰まりの問題に大きな注意を払う必要はないが、本形態では雨水を原水として用いるため、上記の構造を採用することにより目詰まりを防止している。
【００１９】
また、濾材として銀添着コーラルサンド１３３〜１３５が使用され、かつ、貯水タンク１４の雨水に対して銀添着コーラルサンドを充填した不織布パック１７２が浸漬されているため、コーラルサンド自身の吸着効果や雨水に溶出した銀イオンによって雨水に高い制菌性が付与される。しかも、雨が降らず濾過器１３に雨水が流れない期間中は、エレメントケース１３の内部の銀添着コーラルサンド１３３〜１３５自身がエレメントケース１３の内部を制菌する役割と、菌を含んでいる外気から貯水タンク１４の内部を遮断する役割とを果たす。
【００２０】
さらに、酸性雨であっても銀添着コーラルサンド１３３〜１３５を充填したエレメント１７、または銀添着コーラルサンドを充填した不織布パック１７２からのカルシウムの溶出によって中和され、弱アルカリ性のミネラル水として安全に貯水される。
【００２１】
しかも、貯水タンク１４の水は長期保存されることになる。ここで、渇水期には上水道からの水が補助的に貯水タンク１４に貯水されるが、上水道水は塩素が約６時間後に抜けて制菌性を失うが、本形態では、貯水タンク１４に残留している雨水が銀イオンを含み、制菌性を持続している。しかも、本形態では、貯水タンク１４の内部に銀添着コーラルをパック詰めした不織布パック１７２を浸漬してあるので、それから溶出する銀イオンによっても貯留水は長期間にわたって制菌される。
【００２２】
このように、本形態に係る雨水回収処理装置１０は、制菌作用、重金属吸着作用、ｐＨ調整作用を有する銀添着コーラルサンドを用いるだけで雨水を生活用水として再利用可能な状態に貯めておけるので、価格やメンテナンスの面から家庭用として用いるのに適している。しかも、雨水を銀添着コーラルサンド１３３〜１３５の層に通すのに落差を利用するという簡単な構造なので、電力などを使用せず、かつ、メンテナンスに手間がかからない。
【００２３】
［実施の形態２］
図４は本発明を適用した雨水回収処理装置の全体構成を示す説明図である。
【００２４】
図４において、本形態に係る雨水回収処理装置２０は、屋根からの雨水を受ける横樋によって集水部２１が構成され、この集水部２１には縦樋からなる導水管２２（導水経路）が接続している。この導水管２２の下端部は貯水タンク２４（貯水部）の方に接続され、この貯水タンク２４には蓋２５が被せられている。貯水タンク２４にはそこに貯めてある雨水を所定の位置に給水するためのモータ駆動のポンプ２６が設置されている。さらに、導水管２２はその途中部分がフレキシブルホース２８で構成されている。フレキシブルホース２８の下端部にはエレメント筒２９（濾過器）が接続され、このエレメント筒２９の下端部は、貯水タンク２４内の雨水に浸漬する状態にある。
【００２５】
図５は、導水管２２に接続されたエレメント筒２９の構造を模式的に示す断面図であり、図６は、このエレメント筒２９内に充填されている濾材の構成を示す説明図である。
【００２６】
図５に示すように、エレメント筒２９の内部には濾過用エレメント２９３が装填され、その周囲には多数の通水孔２９２が空けられている。ここで、濾過用エレメント２９３を交換する際には、フレキシブルホース２８からエレメント筒２９を引き抜いた後、それを上下逆にすれば濾過用エレメント２９３がエレメント筒２９から抜け出てくる。
【００２７】
図６において、濾過用エレメント２９３には、プラスチックまたはＳＵＳ等の籠状のネットまたはメッシュの容器２９４が用いられている。この容器２９４の内部には、上層側から下層側に向かって、夾維物を除去するためのプレフィルター２９５、粗い粒度の銀添着コーラルサンド２９６の層、中程度の粒度の銀添着コーラルサンド２９７の層、標準程度の細かい粒度の銀添着コーラルサンド２９８の層がこの順に積層され、容器２９４自身が粒の流出を防ぐ機能を担っている。
【００２８】
このように構成した雨水回収処理装置２０においても、屋根、屋上、または高所に設置された槽や横樋で構成された集水部２１で集水した雨水は、導水管２２を落下していく間に、濾過用エレメント２９３の内部で埃等の浮遊物のうち粒度の大きいものが目の粗いプレフィルター２９５でまず除去された後、粗い粒の銀添着コーラルサンド２９６、中程度の粒の銀添着コーラルサンド２９７、細かい粒の銀添着コーラルサンド２９８をこの順に通過し、浮遊物が除去される。このため、濾過用エレメント２９３の内部では目詰まりなどが発生せず、落差による圧力でもスムーズに雨水が通る。
【００２９】
また、濾材として銀添着コーラルサンド２９６〜２９８が使用されているため、コーラルサンド自身の吸着効果や雨水に溶出した銀イオンによって雨水に高い制菌性が付与される。しかも、銀添着コーラルサンド２９６〜２９８自身が濾過用エレメント２９３の内部を制菌する役割と、菌を含んでいる外気から貯水タンク２４の内部を遮断する役割とを果たしている。さらに、酸性雨であっても炭酸カルシウムを主とするコーラルサンド２９６〜２９８からのカルシウムの溶出によって中和され、弱アルカリ性のミネラル水として安全に貯水される。
【００３０】
また、貯水タンク２４の内部では銀添着コーラルサンド２９６〜２９８を充填したエレメント２９３が雨水に浸漬した状態にあるので、それから経時的に溶出する銀イオンによっても貯留水は長期間にわたって制菌される。
【００３１】
このように、本形態に係る雨水回収処理装置２０でも、制菌作用、重金属吸着作用、ｐＨ調整作用を有する銀添着コーラルサンド２９６〜２９８を用いるだけで雨水を生活用水として再利用可能な状態に貯めておけるので、価格やメンテナンスの面から家庭用として用いるのに適している。しかも、雨水を銀添着コーラルサンド２９６〜２９８の層に通すのに落差を利用するという簡単な構造なので、電力などを使用せず、かつ、メンテナンスに手間がかからないなど、実施の形態１と同様な効果を奏する。
【００３２】
［コーラルサンドの形態］
本発明の実施の形態１、２のいずれにおいて、銀添着コーラルサンドとしては、たとえば洗浄してある程度の塩分を除去したコーラルサンド、またはそれを所定の粒度に粉砕したコーラルサンドを減圧下や非酸化性ガス雰囲気下で加熱、活性化し、しかる後に硝酸銀を付着させた後、乾燥させたものを用いることができる。
【００３３】
［上記実施の形態の効果］
長崎市が長崎大学等で共同で組織する雨水再生水利用技術研究会の水浄化研究グループが各種条件に設定した雨水について、採水時、０．５日後、１日後、２日後、１週間後のそれぞれについて色、臭い、ｐＨ、生菌数を調査したところ、表１ないし表５に示す結果を得た。これらの表に示す結果において、各試料は以下の条件
試料Ｎｏ．１ブランク
試料Ｎｏ．２銀添コーラルサンドを通過
試料Ｎｏ．３銀添コーラルサンドを浸漬
試料Ｎｏ．４銀添コーラルサンドを通過、かつ浸漬
試料Ｎｏ．５木炭を通過
試料Ｎｏ．６木炭を浸漬
試料Ｎｏ．７木炭を通過、かつ浸漬
試料Ｎｏ．８活性炭を通過
試料Ｎｏ．９活性炭を浸漬
試料Ｎｏ．１０活性炭を通過、かつ浸漬
試料Ｎｏ．１１銀添しないサンゴ粒を通過
試料Ｎｏ．１２銀添しないサンゴ粒を浸漬
試料Ｎｏ．１３銀添しないサンゴ粒を通過、浸漬
に設定したものである。
【００３４】
【表１】

【００３５】
【表２】

【００３６】
【表３】

【００３７】
【表４】

【００３８】
【表５】

【００３９】
これらの検討結果から明らかなように、銀添コーラルサンドを通過、かつ浸漬させた試料（試料Ｎｏ．４）では、色、臭い、ｐＨ、生菌数のいずれの項目においても、雨水を再利用するのに最も適していることが確認できた。
【００４０】
また、前記の雨水再生水利用技術研究会が長崎市の個人住宅に設置した雨水利用装置１０、２０によって測定、分析した報告によると、銀添着コーラルサンドを用いて雨水を通過させるとともに、貯水タンクに銀添着コーラルサンドを浸漬した雨水は７２０時間経過後の生菌数が４１００ヶ／リットルであり、水質基準による水洗トイレの流し水の生菌数の上限値１０，０００ヶ／リットルを大きく下回っている。また、水洗トイレの流し水のｐＨ目標値の５．８〜８．６をクリアーしている。それ故、本形態に係る雨水回収処理装置１０、２０を用いれば、雨水を散水用や洗車用など、各種の生活用水としても貯水、利用できる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る雨水回収処理装置では、制菌作用、重金属吸着作用、ｐＨ調整作用を有する銀添着コーラルサンドを用いるだけで雨水を生活用水として再利用可能な状態に貯めておけるので、価格やメンテナンスの面から家庭用として用いるのに適している。しかも、雨水を銀添着コーラルサンドの層に通すのに落差を利用するという簡単な構造なので、電力などを使用せず、かつ、メンテナンスに手間がかからない。よって、水資源の保全と雨水の有効利用に貢献するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した雨水回収処理装置の全体構成を示す説明図である。
【図２】図１に示す雨水回収処理装置において、導水管に介挿されている濾過器の構造を模式的に示す断面図である。
【図３】図１に示す雨水回収処理装置において、貯水タンクの内部に浸漬してあるエレメントの構造を示す説明図である。
【図４】本発明を適用した別の雨水回収処理装置の全体構成を示す説明図である。
【図５】図４に示す雨水回収処理装置において、導水管の下端に接続されたエレメント筒の内部構造を模式的に示す断面図である。
【図６】図４に示す雨水回収処理装置において、エレメント筒内に充填されている濾材の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１０、２０雨水回収処理装置
１１、２１集水部
１２、２２導水管
１３濾過器
１４、２４貯水タンク（貯水部）
１５、２５蓋
１６、２６ポンプ
１７貯水タンク内のエレメント
２８フレキシブルホース
２９エレメント筒（濾過器）
１３１エレメントケース
１３２、２９５プレフィルター
１３３、２９６粗い粒度の銀添着コーラルサンド
１３４、２９７中程度の粒度の銀添着コーラルサンド
１３５、２９８標準程度の粒の細かい銀添着コーラルサンド
１３６目皿
１７２銀添着コーラルサンドを充填した不織布パック
１７１ワイヤ
１７３パックホルダー
２９２通水孔
２９３濾過用エレメント
２９４エレメントの容器

Claims

家屋の屋根やビルの屋上などの高所において雨水を集める集水部と、該集水部で集めた雨水を下方に導く導水経路と、該導水経路を通って落下してくる雨水を貯めておく貯水部とを有し、
前記集水部から前記貯水部へ落下していく雨水の落差により得られる圧力によって雨水が銀添着コーラルサンドの層を通るとともに、前記貯水部内の雨水に銀添着コーラルサンドが接触するように構成されていることを特徴とする雨水回収処理装置。
請求項１において、前記銀添着コーラルサンドの層では、粗い粒の銀添着コーラルサンドの層から細かい粒の銀添着コーラルサンドの層の順に雨水が通ることを特徴とする雨水回収処理装置。
請求項１または２において、前記導水経路の途中位置には銀添着コーラルサンドの層を充填した濾過器が介挿されているとともに、前記貯水部内にはそこに貯った雨水にパック詰めの銀添着コーラルサンドが浸漬されていることを特徴とする雨水回収処理装置。
請求項１または２において、前記導水経路の前記貯水部への出口部分には銀添着コーラルサンドの層が充填された濾過器が配置されているとともに、該濾過器は前記貯水部内に貯った雨水に浸漬するように構成されていることを特徴とする雨水回収処理装置。