JP2002263617A

JP2002263617A - 廃棄物処理装置

Info

Publication number: JP2002263617A
Application number: JP2001063391A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Okamoto; 良一岡本; Hiroshi Shishido; 弘宍戸; Norio Omoda; 憲生面田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-03-07
Filing date: 2001-03-07
Publication date: 2002-09-17

Abstract

(57)【要約】【課題】短期間で効率よく廃棄物を処理できるように
する。【解決手段】廃棄物を加熱して乾留物と乾留ガスとを
生成する加熱乾留手段２と、メタン生成細菌の活動によ
りメタンを生成するメタン発酵槽４１とを備え、加熱乾
留手段２において生成された乾留ガス中に含有される酢
酸成分を上記メタン発酵槽４１に供給することにより、
このメタン発酵槽４１内においてメタンを効率よく生成
するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種の廃棄物、特
に不要となった食物もしくは農作物の生ゴミ、家畜等の
排泄物、木屑、紙屑、繊維屑もしくは廃タイヤ等からな
る有機性廃棄物を処理する廃棄物処理装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、生ゴミ、家畜糞尿、下水汚泥また
は食品産業汚泥等からなる廃棄物の排出量がますます増
大する傾向にあり、その処理が問題となっている。すな
わち、上記廃棄物を燃焼させた場合には、多量の二酸化
炭素やダイオキシン等の有害物質を発生して環境が汚染
されるという問題がある。このため、上記廃棄物を貯留
槽において堆肥化し、あるいは微生物により上記生ゴミ
等の有機性廃棄物を発酵・分解してメタンを生成し、こ
れらを再利用することが行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように廃棄物を
堆肥化したり、発酵・分解させるように構成した場合に
は、廃棄物を減量化できるという利点を有する反面、悪
臭の発生により環境が汚染されるとともに、上記廃棄物
を発酵・分解するのに長期間を要するため、多大な処理
施設が必要であるという問題がある。例えば、メタン生
成菌を利用して生ゴミを発酵・分解することにより生成
されたメタンを燃料として再利用する場合には、まず上
記生ゴミ中の固形成分を液化して擬酸を生成するととも
に、これを酢酸に変化させた後、メタン生成菌によって
メタンを生成する必要があるため、３７℃の温度に加熱
した環境下においても上記の処理に３０日を要するとい
う問題があった。

【０００４】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
であり、短期間で効率よく廃棄物を処理することができ
る廃棄物処理装置を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
廃棄物を加熱して乾留物と乾留ガスとを生成する加熱乾
留手段と、メタン生成細菌の活動によりメタンを生成す
るメタン発酵槽とを備え、加熱乾留手段において生成さ
れた乾留ガス中に含有される酢酸成分を上記メタン発酵
槽に供給するよう構成したものである。

【０００６】上記構成によれば、加熱乾留手段において
廃棄物を加熱することにより、炭化物等からなる乾留物
と、酢酸成分を含有する乾留ガスとが生成されるととも
に、上記酢酸成分がメタン発酵槽に供給されてメタン生
成菌の分解・発酵作用を受けることにより、このメタン
発酵槽においてメタンが効率よく生成されることにな
る。

【０００７】請求項２に係る発明は、上記請求項１記載
の廃棄物処理装置において、過熱蒸気を生成する過熱蒸
気生成手段を設け、この過熱蒸気生成手段により生成さ
れた過熱蒸気を上記加熱乾留手段に供給して廃棄物を加
熱して熱分解するように構成したものである。

【０００８】上記構成によれば、過熱蒸気生成手段から
供給された過熱蒸気によって廃棄物が加熱されるため、
酸素の存在下で上記廃棄物を燃焼させた場合のように、
ダイオキシン等の有害物質が発生する等の問題を生じる
ことなく、上記廃棄物が効果的に加熱されて炭化物等か
らなる乾留物と、酢酸成分を含有する乾留ガスとが生成
されることになる。

【０００９】請求項３に係る発明は、上記請求項２記載
の廃棄物処理装置において、過熱蒸気生成手段により、
常圧下で２５０℃〜５００℃の温度に過熱された常圧以
上の低圧過熱蒸気を生成し、この低圧過熱蒸気を上記加
熱乾留手段に供給することにより、無酸素または低酸素
の雰囲気で廃棄物を熱分解するように構成したものであ
る。

【００１０】上記構成によれば、過熱蒸気生成手段から
供給された２５０℃〜５００℃の温度に過熱された常圧
以上の過熱蒸気によって廃棄物が加熱されるため、高圧
の過熱蒸気を使用した場合のように蒸気の漏れが発生し
たり、廃棄物の連続投入が不可能になったりする等の問
題を生じることなく、上記廃棄物が効果的に加熱されて
炭化物等からなる乾留物と、酢酸成分を含有する乾留ガ
スとが生成されることになる。

【００１１】請求項４に係る発明は、上記請求項１〜３
の何れかに記載の廃棄物処理装置において、上記加熱乾
留手段から導出された乾留ガスを凝縮して酢酸水と臭気
ガスとに分離する凝縮器を備え、この凝縮器により分離
された酢酸水をメタン発酵槽内に供給するように構成し
たものである。

【００１２】上記構成によれば、乾留ガス中の臭気ガス
がメタン発酵槽内に導入されるのを防止しつつ、上記酢
酸水がメタン発酵槽に供給されてメタン生成菌の分解・
発酵作用を受けることにより、このメタン発酵槽におい
てメタンが効率よく生成されることになる。

【００１３】請求項５に係る発明は、上記請求項１〜４
の何れかに記載の廃棄物処理装置において、有機性廃棄
物から分離された液状成分を殺菌処理する殺菌手段を備
え、この殺菌手段で殺菌処理された液状成分を上記メタ
ン発酵槽内に供給するように構成したものである。

【００１４】上記構成によれば、有機性廃棄物から分離
された液状成分が殺菌手段において殺菌処理された後
に、上記メタン発酵槽内に供給されるため、このメタン
発酵槽内で病原菌等が増殖することが、簡単な構成で効
果的に防止されることになる。

【００１５】請求項６に係る発明は、上記請求項５記載
の廃棄物処理装置において、上記加熱乾留手段から導出
された高温の乾留ガスを上記殺菌手段に供給し、高温の
排気ガスにより上記液状成分を加熱して殺菌処理するよ
うに構成したものである。

【００１６】上記構成によれば、高温の乾留ガスが殺菌
手段に供給されて加熱されることにより、簡単な構成で
上記液状成分中の病原菌等が効果的に殺菌されるととも
に、上記乾留ガス中の水分により上記液状成分が適度に
希釈されることになる。

【００１７】請求項７に係る発明は、上記請求項２また
は３記載の廃棄物処理装置において、上記過熱蒸気生成
手段から導出された高温の排気ガスを上記殺菌手段に供
給し、この高温の排気ガスにより上記液状成分を加熱し
て殺菌処理するように構成したものである。

【００１８】上記構成によれば、過熱蒸気生成手段から
排出された高温の排気ガスが殺菌手段に供給されて加熱
されることにより、簡単な構成で液状成分中の病原菌等
が効果的に殺菌されることになる。

【００１９】請求項８に係る発明は、上記請求項１〜７
の何れかに記載の廃棄物処理装置において、上記加熱乾
留手段から導出された高温の乾留ガスを上記メタン発酵
槽内に直接供給するように構成したものである。

【００２０】上記構成によれば、加熱乾留手段から導出
された高温の乾留ガスが上記メタン発酵槽内に供給され
て、このメタン発酵槽が所定温度に加熱されることによ
り、メタン生成菌による酢酸成分の分解・発酵が効率よ
く行われることになる。

【００２１】請求項９に係る発明は、上記請求項８記載
の廃棄物処理装置において、上記メタン発酵槽内に配設
されたセンタチューブ内に、上記高温の乾留ガスを供給
するように構成したものである。

【００２２】上記構成によれば、メタン発酵槽内のセン
タチューブ内に高温の乾留ガスが供給されることによ
り、上記メタン発酵槽の内部が攪拌されるため、上記メ
タン生成菌による酢酸成分の分解・発酵が、さらに効率
よく行われることになる。

【００２３】請求項１０に係る発明は、廃棄物を加熱し
て乾留物と乾留ガスとを生成する加熱乾留手段と、海草
を育成する海草育成槽とを備え、加熱乾留手段において
生成された乾留ガス中に含有される酢酸成分を上記海草
育成槽に供給するように構成したものである。

【００２４】上記構成によれば、加熱乾留手段において
廃棄物を加熱することにより、炭化物等からなる乾留物
と、酢酸成分を含有する乾留ガスとが生成されるととも
に、上記酢酸成分が海草育成槽に供給されることによ
り、この酢酸成分を肥料として海草が効率よく育成され
ることになる。

【００２５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る廃棄物処理
装置の実施形態を示している。この廃棄物処理装置は、
過熱蒸気を生成する過熱蒸気生成手段１と、この過熱蒸
気生成手段１から供給された過熱蒸気により廃棄物を加
熱して乾留物と乾留ガスとを生成する加熱乾留手段２
と、この加熱乾留手段２に廃棄物を供給する廃棄物供給
手段３と、メタン発酵槽４１を備えた排液処理手段４
と、上記加熱乾留手段２に可燃ガスを供給する可燃ガス
供給手段５とを備え、上記加熱乾留手段２において生成
された乾留ガス中に含有される酢酸成分を上記メタン発
酵槽４１に供給するように構成されている。

【００２６】上記過熱蒸気生成手段１は、発電機６の駆
動源となるロータリエンジン７の冷却水系統に設けられ
た熱交換器（ラジエータ）８から導出された温水を導入
する温水導入管９と、この温水導入管９により導入され
た温水を蒸発させて気体状態式を満足する常圧下で１０
０℃の飽和蒸気を生成するボイラ１０と、このボイラ１
０から供給された蒸気を加熱して常圧下で２５０℃〜５
００℃に過熱された過熱蒸気を生成するスーパーヒータ
１１と、上記ボイラ１０およびスーパーヒータ１１を加
熱する燃焼バーナー１２と、上記スーパーヒータ１１か
ら導出された過熱蒸気を上記加熱乾留手段２に供給する
過熱蒸気供給管１３とを備えている。

【００２７】上記加熱乾留手段２は、廃棄物供給手段３
から供給された廃棄物が投入されるホッパー１４と、こ
のホッパー１４に投入された廃棄物をスクリューコンベ
ア等によって搬送しつつ、上記過熱蒸気生成手段１の過
熱蒸気供給管１３から供給された過熱蒸気によって加熱
することにより熱分解して炭化物等の乾留物と乾留ガス
とを生成する炭化炉１５と、この炭化炉１５において生
成された乾留物を冷却する冷却手段１６と、上記炭化炉
１５において生成された乾留ガスを導出する乾留ガス導
出管１７とを有している。

【００２８】上記炭化炉１５は、過熱蒸気生成手段１の
ボイラ１０から導出された飽和蒸気によって予備加熱さ
れるとともに、過熱蒸気生成手段１のスーパーヒータ１
１から過熱蒸気供給管１３を介して供給された過熱蒸
気、例えば常圧下で２５０℃〜５００℃に過熱された常
圧以上の低圧過熱蒸気により、無酸素又は低酸素の雰囲
気で、上記廃棄物を加熱して非酸化的／還元的に熱分解
し、また必要により乾燥を行うものである。上記常圧以
上の低圧過熱蒸気とは、その供給圧力が、常圧（大気
圧）か、もしくは１気圧を超え、２気圧程度までの低圧
領域に設定された過熱蒸気をいう。

【００２９】上記のように過熱蒸気の供給圧力を、常圧
もしくは１気圧を超える値（常圧以上）に設定すること
により、空気が上記炭化炉１５に混入されることがな
く、酸素が含まれない過熱蒸気のみによって廃棄物が熱
せられるため、非酸化的／還元的条件で乾燥や熱分解が
行われる。ここで、非酸化的／還元的とは、過熱蒸気の
雰囲気下で、主に、還元的熱分解が行われることを意味
する。

【００３０】なお、上記廃棄物の投入に当たっては、若
干量の空気が原料とともに混入することが考えられ、本
発明では、このような低酸素の雰囲気を排除するもので
はない。一方、上記過熱蒸気の供給圧力を２気圧程度ま
での低圧に設定することにより、上記炭化炉１５外に過
熱蒸気が漏出することが防止されるとともに、廃棄物の
連続投入が可能となる。

【００３１】また、上記過熱蒸気の温度は、常圧下で１
００℃超〜１２００℃程度の範囲内で、廃棄物の種類ま
たは状態等に応じて適宜に値に設定可能であるが、温度
が低すぎると廃棄物を熱分解するのに要する時間が長く
なり、温度が高くなると装置に焼損が生じ易いため、常
圧下で２５０℃〜５００℃の範囲内に設定することが好
ましい。なお、有機性廃棄物が完全な炭化物に添加され
る手前の段階で、その熱分解を停止させるようにしても
よい。

【００３２】上記廃棄物としては、例えば、食物（生ゴ
ミ）、醤油粕、酒粕、おから等の不要物、農産物、動
物、植物、樹木（木材屑）、魚介、紙、繊維等の廃棄
物、廃水処理に由来する汚泥、畜舎等で廃棄される糞尿
類、工場などで廃棄される有機プラスチック、廃タイ
ヤ、発泡スチロール、食品トレイ等の有機性廃棄物が代
表的なものとして例示されるが、これらに限らず、各種
の産業廃棄物等がその対象に含まれる。

【００３３】上記廃棄物供給手段３には、木質系の固形
状有機性廃棄物を破砕する破砕機１８と、破砕された廃
棄物を、上記過熱蒸気生成手段１および加熱乾留手段２
から導出された排気ガスにより加熱して乾燥処理した後
に、上記加熱乾留手段２に供給する第１予備乾燥機１９
と、非木質系の固形状有機性廃棄物を脱水処理する脱水
機２０と、脱水後の廃棄物を第２予備乾燥機２１に定量
供給する定量供給機２２と、上記第２予備乾燥機２１に
おいて予備乾燥された廃棄物を圧縮成型して造粒する圧
縮成型造粒機２３とが設けられている。

【００３４】なお、上記第１，第２予備乾燥機１９，２
１から導出された排気ガスは、スクラバー２４によりミ
ストが除去されて無公害化された後に大気放出されると
ともに、上記第１，第２予備乾燥機１９，２１から導出
された水蒸気は、上記過熱蒸気生成手段１に戻されて再
利用されるようになっている。

【００３５】上記排液処理手段４は、メタン生成菌の活
動によりメタンを生成するメタン発酵槽４１と、このメ
タン発酵槽４１からポンプにより汲み出された汚泥が導
入される活性汚泥槽４２と、この活性汚泥槽４２の上澄
み液が導入されるカキ殻接触酸化槽４３と、このカキ殻
接触酸化槽４３により浄化された排液をさらに浄化する
活性炭吸着筒４４とを有している。

【００３６】そして、廃棄物から分離された液状成分、
つまりディスポーザ４５により非木質系の固形状有機性
廃棄物が破砕されることにより生成されたスラリーと、
貯留槽４６から導出された固液混合有機性廃棄物がスク
リーン４７により濾過された液体と、上記スクリーン４
７により捕集された後に上記ディスポーザ４５に供給さ
れた破砕された残査と、上記廃棄物供給手段３の脱水機
２０から導出された脱離液とが、殺菌手段４８により殺
菌処理された後に、上記メタン発酵槽４１に供給される
ようになっている。

【００３７】また、上記加熱乾留手段２から導出された
乾留ガスの一部が上記殺菌手段４８に供給されるととも
に、上記乾留ガスの残りが凝縮器４９に導入されて酢酸
水（酢液）と臭気ガスとに分離された後、この酢酸液が
上記メタン発酵槽４１に供給されるようになっている。
上記凝縮器４９は、加熱乾留手段２から導出された乾留
ガス中の有用成分、例えばメタノール、酢酸、油分また
は水分等が含まれているため、これらを分離して再利用
するように構成されている。なお、上記凝縮器４９にお
いて分離された臭気ガスは、臭気処理手段５０により臭
気処理された後に大気放出される。

【００３８】上記メタン発酵槽４１内には、殺菌手段４
８により殺菌処理された液状成分中の酢酸および上記凝
縮器４９から導入された酢酸から直接メタンを生成する
酢酸資化性メタン生成菌と、上記酢酸を二酸化炭素およ
び水素に分解する酢酸酸化細菌と、二酸化炭素および水
素からメタンを生成する水素資化性メタン生成菌等から
なるメタン生成菌が収容されている。そして、上記メタ
ン発酵槽４１は、ロータリエンジン７のラジエータ８か
ら供給された温水により所定温度に加熱された状態で、
上記メタン生成菌の発酵作用によりメタンガスを生成
し、このメタンガスを上記可燃ガス供給手段５に供給す
るように構成されている。

【００３９】上記可燃ガス供給手段５は、メタンガス中
の硫化水素を除去する脱硫手段２５と、この脱硫処理さ
れたメタンガスを貯留するガスホルダー２６と、上記メ
タンガスを液化する液化手段３０とを備え、上記ガスホ
ルダー２６に貯留された可燃ガスの一部を上記ロータリ
エンジン７の燃料として供給するとともに、上記過熱蒸
気生成手段１の燃焼バーナー１２に供給し、かつ上記可
燃ガスの残りを上記液化手段３０に供給するように構成
されている。

【００４０】また、上記可燃ガス供給手段５には、加熱
乾留手段２において生成された炭化物を不完全燃焼させ
てガス化させるガス化炉２７と、廃油タンク２８から供
給された廃油を精製する精製手段２９とを有し、この精
製手段２９により精製された廃油を上記炭化物に添加
し、この炭化物と、発泡スチロールを微粉化したもの等
とを、上記ガス化炉２７において不完全燃焼させること
により、可燃ガスを発生させ、この可燃ガスを脱硫手段
２５により脱硫処理した後、上記ガスホルダー２６に供
給して貯留するように構成されている。

【００４１】なお、上記活性汚泥槽４２内で沈殿した沈
殿液は液肥として利用されるとともに、余剰汚泥は上記
廃棄物供給手段３の脱水機２０に再供給されるようなっ
ている。さらに、上記活性汚泥槽４２、カキ殻接触酸化
槽４３および活性炭吸着筒４４により順次浄化された排
水は、清澄水となって必要に応じて再利用され、あるい
は放流されるようになっている。

【００４２】図２は、上記殺菌手段４８の具体的構成を
示している。この殺菌手段４８は、上記脱水機２０また
はディスポーザ４５等から液状成分導入管５１を介して
連続的に導入された液状成分を収容する殺菌用容器５２
と、上記加熱乾留手段２から導出された高温の乾留ガス
を上記殺菌用容器５２内に供給する高温ガス供給手段５
３と、この高温ガス供給手段５３から供給された乾留ガ
スにより所定温度、例えば１３０℃程度で２０分程度に
亘って加熱されることにより殺菌処理された上記殺菌用
容器５２内の液状成分を上記メタン発酵槽４１内に連続
的に導出する液状成分導出管５４とを有している。

【００４３】なお、図３に示すように、上記液状成分導
入管５１および液状成分導出管５４にそれぞれ開閉弁５
５，５６を設け、この開閉弁５５，５６開閉操作するこ
とにより、上記収容容器５２内に液状成分を間欠的に導
入するとともに、上記メタン発酵槽４１内に液状成分を
間欠的に導出するようにしてもよい。この間欠供給タイ
プによれば、上記収容容器５２内に滞留する液状成分の
滞留時間を、１時間程度に長期間に設定可能であるた
め、上記液状成分の加熱温度を、例えば７０℃〜１００
℃程度に設定した場合においても、この液状成分を効果
的に殺菌処理することが可能である。

【００４４】上記構成の廃棄物処理装置を使用して廃棄
物の処理を行う場合には、木質系の固形状有機性廃棄物
を上記廃棄物供給手段３の破砕機１８により破砕した
後、この破砕された廃棄物を第１予備乾燥機１９に供給
して予備乾燥した状態で、上記加熱乾留手段２内に搬入
する。また、非木質系の固形状有機性廃棄物を上記廃棄
物供給手段３の脱水機２０により脱水処理した後、この
脱水処理された廃棄物を第２予備乾燥機２１に供給して
予備乾燥した状態で、上記加熱乾留手段２内に搬入す
る。

【００４５】また、上記ロータリエンジン７の熱交換器
８から導出された温水を、導通管９を介して上記過熱蒸
気生成手段１に供給し、かつ上記可燃ガス供給手段４か
ら供給された可燃ガスを上記燃焼バーナー１２において
燃焼させることにより、上記導通管９を介して供給され
た温水を加熱して、常圧下で例えば２５０℃〜５００℃
の温度に過熱された過熱蒸気を生成する。

【００４６】また、上記過熱蒸気生成手段１内において
生成された過熱蒸気を、常圧以上の低圧で上記過熱蒸気
供給管１３を介して加熱乾留手段２内に供給し、この加
熱乾留手段２内において上記廃棄物に過熱蒸気を吹きつ
けて加熱することにより、上記廃棄物を炭化物等の乾留
物と乾留ガスとに熱分解し、この炭化物等の乾留物を充
分に減容した状態で回収する。

【００４７】そして、上記加熱乾留手段２において生成
された乾留ガスの一部を殺菌手段４８に供給することに
より、この殺菌手段４８に供給された液状成分、つまり
上記非木質系の固形状有機性廃棄物または固液混合有機
性廃棄物から分離された液状成分を加熱して殺菌処理し
た後、この液状成分を上記メタン発酵槽４１に供給する
とともに、上記乾留ガスの残りを凝縮器４９に供給し、
この凝縮器４９において上記乾留ガスを凝縮して酢酸液
と臭気ガスとに分離した後、分離された酢酸液を上記メ
タン発酵槽４１に供給することにより、メタンガスを発
生させてこれを回収する。

【００４８】上記のように廃棄物を加熱して乾留物と乾
留ガスとを生成する加熱乾留手段２と、メタン生成細菌
の活動によりメタンを生成するメタン発酵槽４１とを設
け、上記加熱乾留手段２において生成された乾留ガス中
に含有される酢酸成分を上記メタン発酵槽４１に供給す
るよう構成したため、このメタン発酵槽４１において上
記酢酸成分を分解・発酵し、短時間で効率よくメタンを
生成することができる。

【００４９】すなわち、上記加熱乾留手段２において廃
棄物を加熱することにより生成された乾留ガス中の酢酸
成分を利用してメタンを生成するように構成したため、
上記メタン生成菌を利用して生ゴミを直接発酵・分解す
ることによりメタンを生成する場合のように、上記生ゴ
ミ中の固形成分を液化して擬酸を生成する工程と、これ
を酢酸に変化させる工程とが不要であり、上記処理に要
する日数を数分の一に短縮することができる。

【００５０】しかも、上記加熱乾留手段２において廃棄
物を加熱することにより生成された炭化物等の乾留物
は、充分に減容されているため、上記実施形態に示すよ
うに可燃ガス供給手段５用の燃料として使用する場合に
おける作業性を改善することができるとともに、上記炭
化物を肥料、建築用材料または活性炭等として有効に利
用することができるという利点がある。また、上記加熱
乾留手段２内において廃棄物を加熱して乾留する際に発
生するアンモニア、メルカプタン、硫化水素、二硫化メ
チル、トリメチルアミン、アセトアルデヒドまたはスチ
レン等の臭気成分を、熱分解することにより効果的に無
臭化することができるため、環境汚染の発生を効果的に
防止することができる。

【００５１】なお、上記加熱乾留手段２によって牧草等
を加熱乾留する際に、この牧草等が炭化物になる前にそ
の過熱を停止させることにより、乾燥飼料を生成するこ
とも可能である。また、発泡スチロール等からなる廃棄
物を加熱乾留手段２によって加熱乾留することにより、
インゴット状の加熱乾留物を生成することもできる。さ
らに、ＦＲＰ廃材等からなる廃棄物を上記加熱乾留手段
２によって加熱乾留することにより、炭化物およびガラ
ス繊維等からなる加熱乾留物を生成し、これらを再利用
するように構成してもよい。

【００５２】また、上記実施形態に示すように、過熱蒸
気を生成する過熱蒸気生成手段１を設け、この過熱蒸気
生成手段１により生成された過熱蒸気を上記加熱乾留手
段２に供給して廃棄物を加熱するように構成した場合に
は、蒸気の凝縮伝達効果等により上記廃棄物を迅速かつ
効果的に熱分解して炭化物等の乾留物と乾留ガスとを生
成することができる。しかも、過熱蒸気生成手段１から
供給された過熱蒸気により廃棄物を加熱して酸素の存在
下で熱分解することができるため、上記廃棄物を燃焼さ
せた場合のように、ダイオキシン等の有害物質が発生す
る等の問題を生じることなく、上記炭化物等からなる乾
留物と、酢酸成分を含有する乾留ガスとを生成すること
ができる。

【００５３】例えば硬質塩化ビニル製の雨樋からなる廃
棄物を、上記加熱乾留手段２によって加熱乾留させ、こ
の加熱乾留物中に存在するダイオキシン類濃度を測定す
る実験を行ったところ、０．１７ｎｇ／ｇ−ｄｒｙの加
熱乾留物中のダイオキシン類濃度は、０．００１４ｎｇ
−ＴＥＱ／ｇ−ｄｒｙであった。この値は、厚生省の定
めた「廃棄物焼却炉に係わるばいじん等処理基準」の規
制値３ｎｇ−ＴＥＱ／ｇ−ｄｒｙに比べて、極めて微量
であり、上記加熱乾留物中にダイオキシンがほとんど含
まれていないことが確認された。上記実験における試料
採取方法および分析方法は、平成９年１２月１日厚生省
告示第２３４号の「ダイオキシン類の濃度の算出方
法」、および平成９年２月２６日影環第３８号の「廃棄
物処理におけるダイオキシン類標準測定分析マニュア
ル」（平成９年２月厚生省衛生局水道環境部環境整備
課）に準拠した。また、上記ダイオキシン類は、２，
３，７，８位置塩素置換ダイオキシンおよびフラン異性
体１７種、ならびに４−７塩化ダイオキシンおよびフラ
ン同族体８種について分析を行った。

【００５４】特に、上記実施形態では、過熱蒸気生成手
段により、常圧下で２５０℃〜５００℃の温度に過熱さ
れた常圧以上の低圧過熱蒸気を生成し、この低圧過熱蒸
気を上記加熱乾留手段に供給することにより、無酸素ま
たは低酸素の雰囲気で廃棄物を熱分解するように構成し
たため、高圧の過熱蒸気を使用した場合のように蒸気の
漏れが発生したり、廃棄物の連続投入が不可能になった
りする等の問題を生じることなく、上記廃棄物を効果的
に加熱して炭化物等からなる乾留物と、酢酸成分を含有
する乾留ガスとを効率よく生成することができる。

【００５５】例えば図１に示す廃棄物処理装置を使用
し、下記表に示した原料形状を有する各サンプルを加熱
乾留手段２に投入し、過熱蒸気生成手段１において３５
０℃に過熱された常圧過熱蒸気による乾燥と、熱分解・
炭化とを行い、投入した原料の質量に対する得られた炭
化物の質量の割合である減量率（質量％）を測定したと
ころ、下記表１に示すようなデータが得られた。

【００５６】

【表１】

【００５７】上記データから、原料中の水分量が０．３
０％未満のサンプルでは、３０分以下の時間で、水分量
が多い場合でも、１２０分以下の時間で、原料を乾燥す
るとともに完全に炭化して、その容量および重量を大幅
に減量化できることが確認された。また、熱風を使用し
た場合に比べて有機性廃棄物を効率よく加熱乾留し、製
造された炭化物の形状が崩れる等の問題を生じることな
く、肥料、飼料、脱臭・消臭剤、除湿・調湿材、浄化
剤、土壌改良材、吸着剤、電磁波シールド材等としても
利用可能な炭化物を適正に製造することができた。

【００５８】また、上記廃棄物処理装置により、サンプ
ルとして「おから」を加熱乾留することにより生成され
た炭化物の成分と、上記凝縮器４９により回収された酢
液の成分とを分析したところ、それぞれ下記表２および
表３に示すようなデータが得られた。

【００５９】

【表２】

【００６０】

【表３】

【００６１】さらに、上記廃棄物処理装置により、サン
プルとして「牛糞等の畜産廃棄物」を加熱乾留すること
により生成された炭化物の成分と、上記凝縮器４９によ
り回収された酢液の成分とを分析したところ、それぞれ
下記表４および表５に示すようなデータが得られた。

【００６２】

【表４】

【００６３】

【表５】

【００６４】上記データから、過熱蒸気を生成する過熱
蒸気生成手段１と、この過熱蒸気生成手段１から供給さ
れた過熱蒸気により廃棄物を加熱して加熱乾留させる加
熱乾留手段２とを備えた廃棄物処理装置によれば、簡単
な構成で上記廃棄物を効果的に処理して、炭化物等の乾
留物と、乾留ガスとを短時間で生成できることが確認さ
れた。したがって、上記乾留ガス中に含有された酢酸成
分を利用することにより、上記メタン発酵槽４１におい
てメタンを効率よく生成することができるとともに、こ
のメタン発酵槽４１において生成されたメタンガスをロ
ータリエンジン７および過熱蒸気生成手段１の燃焼バー
ナ１２の燃料として利用することにより、上記発電機６
による発電および上記過熱蒸気の生成を効率よく行うこ
とができるという利点がある。

【００６５】また、上記実施形態に示すように、加熱乾
留手段２において生成された炭化物を、可燃ガス生成手
段５の燃料として使用するように構成した場合には、石
油または天然ガス等の燃料を浪費することなく、上記ロ
ータリエンジン７および過熱蒸気生成手段１の燃焼バー
ナ１２の燃料として利用される可燃ガスを生成すること
ができるとともに、最終的に廃棄される廃棄物の量を著
しく低減できるという利点がある。

【００６６】特に、上記実施形態では、加熱乾留手段２
において生成された炭化物に廃油を添加した状態で、上
記可燃ガス供給手段５において不完全燃焼させるように
構成したため、上記廃油が気化することにより生成され
た可燃ガスを利用することにより、上記炭化物を効率よ
く気化させることができるとともに、ロータリエンジン
７および過熱蒸気生成手段１の燃焼バーナ１２等に供給
される可燃ガスの熱エネルギーを顕著に増大させること
ができる。

【００６７】また、上記実施形態では、加熱乾留手段２
に供給される廃棄物を第１，第２予備乾燥器１９，２１
により予め乾燥処理するように構成したため、上記加熱
乾留手段２内において水分を含んだ廃棄物を直接加熱し
て加熱乾留処理する場合に比べ、廃棄物の処理効率を効
果的に向上させることができる。特に、上記実施形態に
示すように、第１，第２乾燥器１９，２１の加熱用熱源
として加熱乾留手段２から導出された高温の排出ガスを
使用するように構成した場合には、この排出ガスの熱エ
ネルギーを有効に利用して第１，第２予備乾燥器１９，
２１内に搬入された廃棄物を乾燥処理できるという利点
がある。

【００６８】さらに、上記実施形態では、加熱乾留手段
２に供給される木質系廃棄物を予め破砕処理する破砕機
１８を設けたため、この破砕機１８により予め破砕処理
された廃棄物を、上記加熱乾留手段２内において効率よ
く加熱して効果的に加熱乾留することができるという利
点がある。なお、上記第１，第２予備乾燥器１９，２
１、脱水機２０及び破砕機１８の配列順序及び規模等は
上記実施形態に限定されることなく、種々の変更が可能
であり、上記第１，第２予備乾燥器１９，２１、脱水機
２０及び破砕機１８の一部または全部を省略した構造と
してもよい。

【００６９】また、上記過熱蒸気生成手段１に、エンジ
ン７の冷却水系統に設けられたラジエータ８等から導出
された温水の導通管９を設け、過熱蒸気生成手段１内に
おいて上記温水を加熱することにより過熱蒸気を生成す
るようにした上記実施形態に代え、上記過熱蒸気生成手
段１に水道水等を供給してこの水道水を加熱することに
より過熱蒸気を生成するようにしてもよい。しかし、上
記のようにエンジン７の冷却水系統から導出された温水
を、エンジン７の排気ガスによって加熱することによ
り、廃棄物を加熱乾留するための過熱蒸気を生成するよ
うに構成した場合には、上記水道水等からなる冷水を加
熱して過熱蒸気を生成する場合に比べて必要とする熱エ
ネルギーを節約することができるので、効率よく過熱蒸
気を生成できるという利点がある。

【００７０】さらに、上記のように加熱乾留手段２から
導出された乾留ガスを凝縮して酢酸水と臭気ガスとに分
離する凝縮器４９を設け、この凝縮器４９により分離さ
れた上記酢酸水をメタン発酵槽４１内に供給するように
構成した場合には、乾留ガス中の臭気ガスが上記メタン
発酵槽４１内に導入されるのを防止しつつ、上記酢酸水
をメタン発酵槽４１に供給することにより、このメタン
発酵槽４１においてメタンを効率よく生成できるという
利点がある。

【００７１】また、上記実施形態に示すように、有機性
廃棄物から分離された液状成分を殺菌処理する殺菌手段
４８とを設け、この殺菌手段４８において殺菌処理され
た液状成分を上記メタン発酵槽４１内に供給するように
構成した場合には、有機性廃棄物から分離された液状成
分中に病原菌等が混入された状態で上記メタン発酵槽４
１内に供給されるのを防止できるため、このメタン発酵
槽４１内で病原菌等が増殖するのを効果的に防止できる
という利点がある。

【００７２】さらに、上記実施形態では、加熱乾留手段
２から導出された高温の乾留ガスを上記殺菌手段４８に
供給し、この高温の乾留ガスにより上記液状成分を加熱
して殺菌処理するように構成したため、別体の加熱手段
を設けることなく、簡単な構成で、上記液状成分中の病
原菌等を効果的に殺菌することができるとともに、上記
乾留ガス中の水分により上記液状成分を適度に希釈した
状態で、上記メタン発酵槽４１に供給することにより、
メタン生成菌によるメタンの生成作用を効果的に促進す
ることができる。

【００７３】なお、上記過熱蒸気生成手段１から導出さ
れた高温の排気ガスを上記殺菌手段４８に供給し、この
高温の排気ガスにより上記液状成分を加熱して殺菌処理
するように構成してもよい。この構成によれば、過熱蒸
気生成手段１から排出された高温の排気ガスを上記殺菌
手段４８に供給して加熱することにより、別体の加熱手
段を設けることなく、簡単な構成で液状成分中の病原菌
等を効果的に殺菌するできるという利点がある。

【００７４】また、上記熱交換器８から供給された温水
によって上記メタン発酵槽４１を加熱するように構成さ
れた上記実施形態に代え、図４に示すように、上記加熱
乾留手段２から乾留ガス導出管１７を介して導出された
高温の乾留ガスを、上記メタン発酵槽４１内に直接供給
するように構成してもよい。この構成によれば、上記加
熱乾留手段２から供給された高温の乾留ガスによって上
記メタン発酵槽４１を所定温度に加熱されることによ
り、上記メタン生成菌による酢酸成分、つまり上記乾留
ガス中に含有された酢酸成分を効率よく分解・発酵して
メタンを効果的に生成することができる。

【００７５】特に、上記メタン発酵槽４１内の中央部に
おいて上下方向に延びるように設置されたセンタチュー
ブ５７内に、上記高温の乾留ガスをルーツ式ブロア５８
等からなる圧送ポンプにより圧送するように構成した場
合には、上記センタチューブ５７内に供給された高温の
乾留ガスにより、上記メタン発酵槽４１の内部が攪拌さ
れるため、上記メタン生成菌によるメタンの生成が、さ
らに効率よく行われるという利点がある。

【００７６】なお、上記過熱蒸気生成手段１、加熱乾留
手段２または第１，第２予備乾燥機１９，２１等から導
出された高温の排気ガスを上記メタン発酵槽４１に供給
することにより、このメタン発酵槽４１の内部を加熱し
て上記メタンの生成を促進するように構成してもよい。

【００７７】図５および図６は、本発明に係る廃棄物処
理装置を海上プラントに適用した例を示している。この
廃棄物処理装置は、図１に示す実施形態と略同様に構成
された過熱蒸気生成手段１と、この過熱蒸気生成手段１
から供給された過熱蒸気により有機性廃棄物を加熱して
炭化物からなる乾留物と、乾留ガスとを生成する加熱乾
留手段２と、上記加熱乾留手段２に有機性廃棄物を供給
する廃棄物供給手段３と、上記加熱乾留手段２において
生成された炭化物を不完全燃焼させることにより発生し
た可燃ガスを上記過熱蒸気生成手段１の加熱用熱源とし
て供給する可燃ガス供給手段５と、上記加熱乾留手段２
において生成された乾留ガスを凝縮して酢酸水と臭気ガ
スとに分離する凝縮器４９と、海草育成槽６１とを備
え、これらが海上プラント上に設置されるとともに、上
記凝縮器４９において分離された酢酸水を海草育成槽６
１に供給するように構成されている。

【００７８】また、上記廃棄物処理装置の過熱蒸気生成
手段１には、図１に示す実施形態と同様に、可燃ガス供
給手段５から供給された可燃ガスを燃焼させる燃焼バー
ナー１２と、熱交換器８から供給された温水を加熱して
飽和蒸気を生成するボイラー１０と、ボイラー１０によ
り生成された飽和蒸気を加熱して過熱蒸気を生成するス
ーパーヒータ１１とが設けられ、上記加熱乾留手段２に
は、過熱蒸気生成手段２のボイラ１１から導出された飽
和蒸気によって予備加熱されるとともに、上記スーパー
ヒータ１１から過熱蒸気供給管１３を介して供給された
低圧過熱蒸気により廃棄物を加熱する炭化炉１５と、こ
の炭化炉１５において生成された炭化物からなる乾留物
を冷却する冷却手段１６とが設けられている。

【００７９】さらに、上記廃棄物供給手段３には、ＦＲ
Ｐ廃船材またはカキいかだ用の竹材等の廃棄物を破砕す
る破砕機１８と、上記廃棄物を定量供給する定量供給機
２２と、この定量供給機２２から供給された廃棄物を加
熱して予備乾燥させる予備乾燥機１９と、この予備乾燥
機１９において予備乾燥された廃棄物を圧縮成型して造
粒する圧縮成型造粒機２３と、上記予備乾燥機１９から
導出された排気ガスからミストを除去して無公害化する
スクラバー２４とが設けられている。

【００８０】また、上記海上プラント上の廃棄物処理装
置には、廃船から取り出された廃油等を精製して上記可
燃ガス供給手段５のガス化炉に供給して炭化物に添加す
る精製手段６２と、海水を淡水化する淡水化装置６３と
が設けられ、この淡水化装置６３において海水が淡水化
された後、発電器６を駆動するロータリエンジン７の熱
交換器（ラジエータ）８に供給されるようになってい
る。

【００８１】上記海上プラント上に設置された廃棄物処
理装置によれば、上記加熱乾留手段２において生成され
た乾留ガス中の酢酸成分を海草育成槽６１に供給するこ
とにより、この酢酸成分を肥料として海草を効率よく育
成することができ、育成された海草を販売し、あるいは
海中に投入して海洋浄化に役立たせることができる。さ
らに、従来は海中に投棄されていたカキいかだ用の竹材
等の港湾廃棄物、発泡スチロールまたはＦＲＰ廃船材等
または浚渫汚泥等からなる廃棄物を資源としてその有効
利用を図ることができるとともに、上記廃棄物を効果的
に減量して海洋汚染を抑制することができる。

【００８２】しかも、上記加熱乾留手段２において生成
された炭化物を燃料として上記可燃ガス生成手段５によ
り可燃ガスを生成し、この可燃ガスを燃料とするロータ
リエンジン７により発電機６を駆動して得た電力を、上
記海上プラント上に設置された各種の機器、例えば水質
改善装置または海水循環装置等の駆動電力として使用す
ることにより、石油等からなる化石燃料の使用量を減少
させて省エネルギー化を図ることができる。

【００８３】さらに、上記ＦＲＰ廃材等からなる廃棄物
を上記加熱乾留手段２によって加熱乾留することによっ
て生成された炭化物およびガラス繊維等からなる乾留物
により海草の種苗床または魚礁を形成し、これらを海中
に投入することにより、海洋環境を改善することが可能
となるという利点がある。

【００８４】なお、上記凝縮器４９において分離された
酢酸水を海草育成槽６１に供給するように構成された上
記実施形態に代え、上記加熱乾留手段２において生成さ
れた高温の乾留ガスを上記海草育成槽６１に直接供給す
るようにしてもよく、このように構成した場合には、上
記乾留ガスによって海草育成槽６１内の温度を適度に上
昇させることにより、効果的に海草を育成できるという
利点がある。また、上記加熱乾留手段２において生成さ
れた炭化物を肥料として上記海草育苗槽６１に投入する
ように構成してもよい。

【００８５】上記過熱蒸気生成手段１により生成された
過熱蒸気を上記加熱乾留手段２に供給して廃棄物を加熱
するように構成された上記各実施形態に代え、図７に示
すように、燃焼バーナー１２により加熱される加熱室７
１の内部に、ホッパー７２内に投入された廃棄物を搬送
ししつ乾燥させる乾燥ゾーン７３と、この乾燥ゾーン７
３から導出された廃棄物を炭化させる炭化ゾーン７４
と、上記加熱室７１から排気ガスを導出させるための排
風機７５とを配設し、上記燃焼バーナー１２の燃焼エネ
ルギーによって上記乾燥ゾーン７３および炭化ゾーン７
４とを加熱することにより、上記廃棄物を乾燥させた
後、炭化物と乾留ガスとに熱分解するように構成しても
よい。

【００８６】そして、上記乾燥ゾーン７３および炭化ゾ
ーン７４から乾留ガス導出管１７を介して導出された乾
留ガスを凝縮器４９に供給し、この凝縮器４９において
上記乾留ガスから酢酸水（酢液）を分離し、この酢液を
上記メタン発酵槽４１もしくは海草育成槽６１等に供給
し、あるいは上記乾留ガス導出管１７から導出された乾
留ガスを上記殺菌手段４８または海草育成槽６１等に供
給するように構成してもよい。また、上記炭化ゾーン７
４から排出コンベア７６を介して排出容器７７内に排出
された炭化物を燃料として上記可燃ガス生成手段５等に
供給し、可燃ガスを生成するように構成してもよい。

【００８７】なお、上記上記のように燃焼バーナー１２
の燃焼エネルギーにより、乾燥ゾーン７３および炭化ゾ
ーン７４内の廃棄物を間接的に加熱するように構成され
た上記実施形態に代え、上記燃焼バーナー１２の燃焼エ
ネルギーにより廃棄物を直接的に加熱し、この廃棄物を
燃焼させて炭化物等の乾留物と、乾留ガスとを生成し、
この乾留ガス中の酢酸成分を上記殺菌手段４８または海
草育成槽６１等に供給するように構成してもよい。

【００８８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、廃棄物
を加熱して乾留物と乾留ガスとを生成する加熱乾留手段
と、メタン生成細菌の活動によりメタンを生成するメタ
ン発酵槽とを備え、加熱乾留手段において生成された乾
留ガス中に含有される酢酸成分を上記メタン発酵槽に供
給するよう構成したため、上記加熱乾留手段から供給さ
れた乾留ガス中の酢酸成分を、メタン発酵槽内のメタン
生成菌によって分解・発酵することにより、メタンを効
率よく生成できるという利点がある。

【００８９】また、本発明は、廃棄物を加熱して乾留物
と乾留ガスとを生成する加熱乾留手段と、海草を育成す
る海草育成槽とを備え、加熱乾留手段において生成され
た乾留ガス中に含有される酢酸成分を上記海草育成槽に
供給するように構成したため、上記加熱乾留手段から供
給された乾留ガス中の酢酸成分を肥料として海草を効率
よく育成できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る廃棄物処理装置の実施形態を示す
説明図である。

【図２】殺菌手段の具体的構成を示す説明図である。

【図３】殺菌手段の変形例を示す説明図である。

【図４】メタン発酵槽の具体的構成を示す説明図であ
る。

【図５】本発明に係る廃棄物処理装置の他の実施形態を
示す説明図である。

【図６】上記廃棄物処理装置に海上プラント上に設置し
た状態を示す斜視図である。

【図７】本発明に係る廃棄物処理装置のさらに別の実施
形態を示す説明図である。

【符号の説明】

１過熱蒸気生成手段２加熱乾留手段４１メタン発酵槽４８殺菌手段４９凝縮器５７センタチューブ６１海草育成槽

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ１０Ｂ 53/00 ＺＡＢＢ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢＣ 53/02 ３０３ＺＣ１０Ｌ 3/06 ＺＡＢ３０４ＺＣ１０Ｌ 3/00 ＺＡＢＡ (72)発明者宍戸弘広島県広島市東区山根町28−15 (72)発明者面田憲生広島県呉市天応南町１−20 Ｆターム(参考） 4D004 AA02 AA11 AA12 BA03 CA18 CA22 CA24 CA34 CA39 CA46 CB31 DA02 DA03 DA06 4D059 AA07 AA08 BA12 BK13 CA07 4H012 HA06 HB07 HB09 JA04 JA11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】廃棄物を加熱して乾留物と乾留ガスとを
生成する加熱乾留手段と、メタン生成細菌の活動により
メタンを生成するメタン発酵槽とを備え、加熱乾留手段
において生成された乾留ガス中に含有される酢酸成分を
上記メタン発酵槽に供給するよう構成したことを特徴と
する廃棄物処理装置。
【請求項２】請求項１記載の廃棄物処理装置におい
て、過熱蒸気を生成する過熱蒸気生成手段を設け、この
過熱蒸気生成手段により生成された過熱蒸気を上記加熱
乾留手段に供給して廃棄物を加熱して熱分解するように
構成したことを特徴とする廃棄物処理装置。
【請求項３】請求項２記載の廃棄物処理装置におい
て、過熱蒸気生成手段により、常圧下で２５０℃〜５０
０℃の温度に過熱された常圧以上の低圧過熱蒸気を生成
し、この低圧過熱蒸気を上記加熱乾留手段に供給するこ
とにより、無酸素または低酸素の雰囲気で廃棄物を加熱
して熱分解するように構成したことを特徴とする廃棄物
処理装置。
【請求項４】請求項１〜３の何れかに記載の廃棄物処
理装置において、上記加熱乾留手段から導出された乾留
ガスを凝縮して酢酸水と臭気ガスとに分離する凝縮器を
備え、この凝縮器により分離された酢酸水をメタン発酵
槽内に供給するように構成したことを特徴とする廃棄物
処理装置。
【請求項５】請求項１〜４の何れかに記載の廃棄物処
理装置において、有機性廃棄物から分離された液状成分
を殺菌処理する殺菌手段を備え、この殺菌手段で殺菌処
理された液状成分を上記メタン発酵槽内に供給するよう
に構成したことを特徴とする廃棄物処理装置。
【請求項６】請求項５記載の廃棄物処理装置におい
て、上記加熱乾留手段から導出された高温の乾留ガスを
上記殺菌手段に供給し、高温の乾留ガスにより上記液状
成分を加熱して殺菌処理するように構成したことを特徴
とする廃棄物処理装置。
【請求項７】請求項２または３記載の廃棄物処理装置
において、上記過熱蒸気生成手段から導出された高温の
排気ガスを上記殺菌手段に供給し、この高温の排気ガス
により上記液状成分を加熱して殺菌処理するように構成
したことを特徴とする廃棄物処理装置。
【請求項８】請求項１〜７の何れかに記載の廃棄物処
理装置において、上記加熱乾留手段から導出された高温
の乾留ガスを上記メタン発酵槽内に直接供給するように
構成したことを特徴とする廃棄物処理装置。
【請求項９】請求項８記載の廃棄物処理装置におい
て、上記メタン発酵槽内に配設されたセンタチューブ内
に、上記高温の乾留ガスを供給するように構成したこと
を特徴とする廃棄物処理装置。
【請求項１０】廃棄物を加熱して乾留物と乾留ガスと
を生成する加熱乾留手段と、海草を育成する海草育成槽
とを備え、加熱乾留手段において生成された乾留ガス中
に含有される酢酸成分を上記海草育成槽に供給するよう
に構成したことを特徴とする廃棄物処理装置。