JP2004216332A - 廃棄物の処理方法及び処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】廃棄物を高効率で乾燥処理することができ、処理経費及び処理時間を低減することができる廃棄物の処理方法及び処理システムを提供する。
【解決手段】搬送ミキサー１１及びマッシャー１４により、廃棄物を水分調整材と混練して水分調整する。次いで、ペレッター１６により、混練状態の廃棄物から多数のペレットを連続的に製造する。その後、乾燥機１７により、ペレットを乾燥する。そして、循環用コンベア２０により、乾燥後のペレットの一部を搬送ミキサー１１に循環させて、水分調整材として使用する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、食品廃棄物等の廃棄物を処理するための処理方法及び処理システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、食品業界等においては、野菜屑、残飯、お茶等の各種飲料の煎じ済み残材、残汁等の高含水率（通常６０％以上）の廃棄物が多量に生じる。また、畜産農家においては、家畜の糞尿等の同じく高含水率廃棄物が多量に生じる。これらの廃棄物からは、汚水や汚濁水が溢れ出して、川や土壌等を汚染したり、汚泥として蓄積されたり、あるいは放置により腐敗が進行して悪臭を放ったりする。このため、これらの廃棄物あるいは汚水は早急に処理される必要がある。
【０００３】
ところが、この廃棄物から出た汚水を河川等に放流処理する場合には、ＢＯＤ等の規制があり、基準値以下となるように、浄化処理を施す必要があるが、この浄化処理には、大掛かりな処理設備を要するために、処理経費が高くなるという不具合があった。また、廃棄物を焼却処理する方法もあるが、廃棄物には大量の水分が含まれているため、この水分を蒸発させるのに多大なエネルギーロスを生じ、前記と同様に処理経費が高くなるものであった。
【０００４】
従来の廃棄物の処理方法として代表的なものを以下に例示する。
第１の処理方法では、廃棄物を撹拌し、必要に応じて破砕した後に、廃棄物に対して外部から燃焼熱を与えて乾燥させるようにしている。第２の処理方法では、廃棄物を発酵槽内において微生物により発酵させるようにしている。第３の処理方法では、低真空炉内において廃棄物を低真空乾燥させるようにしている。第４の処理方法では、廃棄物をプレス圧縮機内において圧縮し、その圧縮により脱水させて、廃棄物を脱水ケーキにしている。
【０００５】
そして、これらの処理方法で処理された廃棄物は、焼却されたり、肥料としてリサイクル使用されたりしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来における廃棄物の処理方法においては、前述した処理経費が高いという問題のほかに、次のような問題があった。すなわち、第１の処理方法では、大きい廃棄物は破砕されても不均一な大きさであるため、これを乾燥する際に熱効率が悪くなるとともに、乾燥状態も不均一になり、焼却に手間や時間がかかり、リサイクル使用にも不適である。第２の処理方法では、廃棄物を発酵槽内で所定期間養生させる必要があって、処理に時間が掛かるとともに、悪臭が発生するおそれがある。第３の処理方法では、低真空乾燥を行うための設備費用がきわめて高価であるとともに、蒸発した水分が生ガスの状態であるため、前記と同様に悪臭が発生するおそれがある。第４の処理方法では、廃棄物の圧縮によって搾出された廃液の処理が必要になるという新たな問題が生じる。
【０００７】
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、廃棄物を高効率で乾燥処理することができて、処理経費及び処理時間を低減することができる等の優位性を発揮できる廃棄物の処理方法及び処理システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の廃棄物の処理方法に係る発明は、廃棄物と水分調整材とを混練して廃棄物を水分調整し、水分調整された廃棄物から多数のペレットを連続的に製造し、引き続きそのペレットを乾燥させ、乾燥後のペレットの一部を前記水分調整材として循環使用することを特徴とするものである。
【０００９】
従って、この請求項１に記載の発明によれば、水分調整材との混練により水分調整するとともに、それをペレットに製造した後に乾燥しているため、廃棄物の乾燥処理を高効率で行うことができる。よって、従来の処理方法に比較して、処理経費を低減することができるとともに、処理時間を短縮することができる。また、乾燥後のペレットの一部を水分調整材として循環使用するため、水分調整材を別途用意する必要がなく、処理経費を一層低減することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記廃棄物と水分調整材とをニーディングにより混練することを特徴とするものである。
従って、この請求項２に記載の発明によれば、廃棄物の混練により、その廃棄物が内部摩擦によって発熱して水分が蒸気になり、ペレットとして製造されたときにはすでに水分がかなり蒸発した状態で成形されて、乾燥工程に送り込まれる。よって、乾燥処理の熱効率を一層高めることができて、乾燥熱源の費用を節約できて処理経費をさらに低減することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、廃棄物の処理方法に係る発明は、廃棄物を水分調整材と混練して廃棄物の水分を調整する水分調整手段と、水分調整された廃棄物から多数のペレットを連続的に製造するペレット製造手段と、製造されたペレットを乾燥させる乾燥手段と、乾燥後のペレットの一部を前記水分調整手段にもどして水分調整材として使用する循環手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１２】
従って、この請求項３に記載の発明によれば、前記請求項１に記載の作用と同様の作用を発揮することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下に、この発明の第１実施形態を、図１〜図４の図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１に示すように、この実施形態における廃棄物の処理システムにおいては、撹拌用及び搬送用のスクリュー１１ａを有する搬送ミキサー１１が装備されている。この搬送ミキサー１１は、水分調整手段を構成している。搬送ミキサー１１の入口側には、食品廃棄物等の廃棄物を搬送ミキサー１１内に供給するための廃棄物用ホッパー１２と、水分調整材を同じく搬送ミキサー１１内に供給するための調整材用ホッパー１３とが配設されている。従って、この搬送ミキサー１１において、廃棄物用ホッパー１２からの廃棄物が調整材用ホッパー１３からの水分調整材と混合されて、全体として所定の含水率となるように水分調整される。
【００１５】
前記搬送ミキサー１１の出口側にはマッシャー１４が配設され、搬送ミキサー１１で水分調整された廃棄物が搬送用コンベア１５を介して、マッシャー１４に供給される。このマッシャー１４は破砕手段を構成するとともに、前記搬送ミキサー１１と同様に水分調整手段を構成している。図４に示すように、マッシャー１４は、搬送用のスクリュー１４ａと、ニーディング用のブレード１４ｂとを備えている。
【００１６】
そして、このマッシャー１４において、水分調整済みの廃棄物がスクリュー１４ａによる搬送にともない、主としてブレード１４ｂによるニーディングによって破砕されるとともに、混練される。このため、廃棄物と水分調整材とが均一な分散状態になり、この状態の廃棄物が出口側に向かって搬送される。そして、前記の分散も水分調整の結果であり、従って、マッシャー１４においても水分調整が行われる。加えて、主として前記ニーディング用のブレード１４ｂによる混練作用により、水分調整済みの廃棄物には、その内部摩擦によって発熱し、その摩擦熱により水分の一部が蒸発されて含水率が低減される。
【００１７】
前記マッシャー１４の出口側には、ペレット製造手段としてのペレッター１６が直結状態で配設されている。そして、マッシャー１４から送り出された破砕・混練状態の廃棄物がこのペレッター１６の口金１６ａを通過することによって、多数のペレットが連続的に製造される。なお、このペレッター１６は、混練状態の廃棄物を連続的に断面小円形（直径３〜１０ｍｍ程度）の棒状に押し出すもので、押し出された廃棄物は、自重で適当長さ（５〜２０ｍｍ程度）に折れて分離し、多数のペレットとなる。そして、この場合、ペレッター１６に供給される廃棄物が前記摩擦熱にて予め発熱されているとともに、ペレッター１６内でも内部摩擦により発熱状態が維持されるため、ペレッター１６からは所定の発熱温度（通常は摂氏５０〜８０度の範囲内であり、摂氏７０度以上が好ましい）のペレットが送り出される。
【００１８】
前記ペレッター１６の出口側には乾燥手段としてのキルンよりなる乾燥機１７が配設され、ペレッター１６で製造されたペレットが搬送用コンベア１８を介して、この乾燥機１７内に供給される。乾燥機１７には重油用バーナー等により加熱される加熱部１７ａ及び冷却ファン等により冷却される冷却部１７ｂが設けられている。そして、ペレットが加熱部１７ａを通過することによって、所定の含水率まで加熱乾燥されるとともに、冷却部１７ｂを通過することによって、所定温度（通常、常温）まで冷却される。加熱により蒸発された水分は排気筒１７ｃ，１７ｄから排気される。
【００１９】
前記乾燥機１７の出口側には、流路切換機１９を介して循環用コンベア２０及び排出用コンベア２１が配設されている。この流路切換機１９，循環用コンベア２０及び排出用コンベア２１は、循環手段を構成している。そして、流路切換機１９が搬送ミキサー１１及びマッシャー１４等を含む循環流路側に切り換えられたときには、乾燥機１７から排出される乾燥後のペレットが循環用コンベア２０を介して前記調整材用ホッパー１３内に循環供給される。また、流路切換機１９が排出流路側に切り換えられたときには、循環使用されないペレットが排出用コンベア２１を介して収納容器２２内に排出され、肥料等としてリサイクル使用に供される。従って、流路切換機１９の切換動作により、製造されたペレットの一部が水分調整材として搬送ミキサー１１に供給されて、水分調整材として循環使用される。
【００２０】
図３に示すように、この実施形態の処理システムは制御装置３２を備え、その制御装置３２の入力側には水分センサ３１が接続されるとともに、出力側には前記流路切換機１９を動作させるためのソレノイド３３が接続されている。そして、水分センサ３１は前記マッシャー１４の出口側付近に設けられていて、破砕・混練された廃棄物の水分量，すなわち含水率を検出して、その検出データを制御装置３２に対して出力する。制御装置３２は、水分センサ３１からの検出信号に応じて、ソレノイド３３の動作間隔や動作時間を制御し、乾燥機１７から調整材用ホッパー１３に供給されるペレットの量を調節する。このようにペレットの量が調節されることにより、マッシャー１４内の廃棄物の含水率が所要の値に調整される。
【００２１】
次に、前記のように構成された処理システムにおいて、廃棄物を処理する方法について説明する。
さて、この処理システムの運転に先立って、まず廃棄物用ホッパー１２に食品廃棄物等の廃棄物を投入するとともに、調整材用ホッパー１３に水分調整材を投入する。この場合、この処理システムの最初の運転時等のように、水分調整材としてのペレットが存在しない場合には、例えばおがくず等の低含水率（２０％以下）の乾燥物を使用するが、通常は処理システムの運転時によって製造された乾燥ペレットの一部を、水分調整材として使用する。
【００２２】
この状態で、処理システムの運転を開始すると、搬送ミキサー１１により廃棄物用ホッパー１２からの廃棄物と調整材用ホッパー１３からの水分調整材とが混合されて、所定の含水率に水分調整される。そして、水分調整後の廃棄物がマッシャー１４に供給されて、廃棄物及び水分調整材と水分との分散が均一になるように混練されて、さらに水分が調整され、さらに破砕される。それとともに、マッシャー１４においては、ニーディングにより水分調整材を含む廃棄物全体が発熱し、その発熱により若干の水分が蒸気となっている。これらの結果、例えば、図４に示すように、１回目の処理過程で含水率６７％の廃棄物４，５１２ｋｇに含水率１５％の水分調整材１，３００ｋｇを混練させた場合には、含水率５５％の混練物が５，８１２ｋｇ得られる。そして、この含水率は、水分センサ３１により検出されて、制御装置３２に対して出力される。
【００２３】
その後、破砕・混練状態の廃棄物が発熱状態を維持しながらペレッター１６に供給され、所定温度に発熱した多数のペレットが連続的に製造される。そして、そのペレットがコンベア１８を介して乾燥機１７に送り込まれるが、ペレットは所定温度に発熱しているため、この送り込み過程において自然乾燥される。次いで、乾燥機１７内に送り込まれたペレットは、加熱部１７ａにより所定の含水率まで加熱乾燥されるとともに、冷却部１７ｂにより、所定温度まで冷却される。この場合、廃棄物が小さなペレット状をなしているため、体積に対する表面積の比率が高く、しかも水分調整がなされている。従って、ペレットの乾燥処理がエネルギーロスを生じることなく、高効率で行われる。この乾燥処理により、例えば図４に示すように、含水率５５％で５，８１２ｋｇの混練物から、２，７６０ｋｇの水分が除去されて、含水率１５％の乾燥ペレットが３，０５２ｋｇ製造される。
【００２４】
そして、制御装置３２よる制御に基づいて流路切換機１９が循環流路側に切り換えられることにより、乾燥ペレットの一部が循環用コンベア２０を介して調整材用ホッパー１３から搬送ミキサー１１内に循環供給され、水分調整材として使用される。また、流路切換機１９が排出流路側に切り換えられることにより、循環使用されないペレットが排出用コンベア２１を介して収納容器２２内に排出され、肥料等としてリサイクル使用される。例えば、図４に示すように、製造された３，０５２ｋｇの乾燥ペレットのうち、１，３００ｋｇのペレットが水分調整材として２回目の廃棄物処理に使用され、残りの１，７５２ｋｇのペレットが肥料等にリサイクル使用される。このため、水分調整材を別に用意する必要がなく、製造された乾燥ペレットを循環使用しながら、２回目以降の廃棄物処理を続行することができる。
【００２５】
従って、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１） この廃棄物の処理方法では、搬送ミキサー１１及びマッシャー１４により、廃棄物を水分調整材と混練して水分調整する。次いで、ペレッター１６により、混練状態の廃棄物から多数のペレットを連続的に製造する。その後、乾燥機１７により、製造状態のペレットを乾燥する。そして、循環用コンベア２０により、乾燥後のペレットの一部を搬送ミキサー１１に循環させて、水分調整材として使用するようにしている。
【００２６】
このため、廃棄物の含水率を水分調整材との混練により、乾燥機１７のよる乾燥が適する含水率までに低下させることができるとともに、それを小さなペレット状に製造することにより、体積に対する表面積の比率を小さくすることができる。よって、このペレットの乾燥処理を高効率で均一に行うことができる。従来の処理方法に比較して、熱源のためのエネルギーコスト等の処理経費の低減及び処理時間の短縮を図ることができる。また、乾燥後のペレットの一部を水分調整材として循環使用するため、水分調整材を別途用意する必要がなく、処理経費を一層低減することができる。
【００２７】
（２） また、表面積率の大きな小さい乾燥ペレットを乾燥させればよいため、乾燥装置として、通常のキルン等の簡単な構成のものでよく、しかも大掛かりな設備が不要である。加えて、余剰水分は乾燥により蒸発されるため、汚水処理設備等は不要となり、設備コストを低減できる。
【００２８】
（３） この廃棄物の処理方法では、前記マッシャー１４における廃棄物の混練がニーディングにより行われるようになっている。従って、廃棄物の混練時に内部摩擦熱が発生しているために、水分が蒸気になっており、廃棄物がペレットとしてペレッター１６から押し出されたとたんに蒸発が始まる。そして、ペレットが所定温度に加熱された状態で製造されて、乾燥機に送り込まれ、この送り込み中に自然乾燥される。よって、乾燥機１７による乾燥処理の前段階で、ある程度の乾燥が自然に行われるため、乾燥処理のエネルギーコストを節約できて、処理経費をさらに低減することができる。
【００２９】
（４） ペレットの乾燥は、その大部分の水分がバーナー等で高温加熱される乾燥機１７内で乾燥されるため、悪臭の発生を抑制できる。
（第２実施形態）
次に、この発明の第２実施形態を、前記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００３０】
さて、この第２実施形態においては、図５に示すように、ペレッター１６がマッシャー１４の出口側に直結されることなく、間隔をおいて隣接配置されている。そして、マッシャー１４から排出される破砕・混練後の廃棄物が搬送用コンベア２３を介して、ペレッター１６に供給されるようになっている。
【００３１】
従って、この第２実施形態においても、前記第１実施形態における（１）〜（４）に記載の効果とほぼ同様な効果を得ることができる。特に、この第２実施形態においては、マッシャー１４とペレッター１６との間において、廃棄物を有効に自然乾燥させることができる。
【００３２】
（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 前記各実施形態において、マッシャー１４を搬送ミキサー１１の出口側に直結配置し、廃棄物と水分調整材との混合及び破砕・混練が連続的に行われるように構成すること。
【００３３】
・ 搬送ミキサー１１を省略し、廃棄物用ホッパー１２からの廃棄物及び調整材用ホッパー１３からの水分調整材をマッシャー１４に対して直接供給すること。従って、このようにすれば、設備の構成が簡略化される。
【００３４】
・ ペレットの乾燥を電気乾燥等の他の熱源により行うこと。
・ 例えば、廃棄物に大きな形状のものが含まれない場合は、破砕工程を省略すること。このためには、例えば、ニーディング用のブレード１４ｂを有しないマッシャー１４を用いること。
【００３５】
（他の技術的思想）
請求項に記載の技術的思想以外の技術的思想を以下に記す。
（ａ） 廃棄物及び水分調整材を破砕することを特徴とした請求項１または２に記載の廃棄物の処理方法。
【００３６】
（ｂ） 廃棄物及び水分調整材の破砕をニーディングにより行うことを特徴とした前記技術思想（ａ）項に記載の廃棄物の処理方法。
（ｃ） 廃棄物及び水分調整材を破砕するための破砕手段を設けたことを特徴とする請求項３に記載の廃棄物の処理システム。
【００３７】
（ｅ） 水分調整された廃棄物の含水率を検出するための検出手段と、その検出手段による検出結果に応じてペレットの水分調整手段への戻し量を調節するための調節手段とを備えたことを特徴とする請求項３または前記技術思想（ｃ）項に記載の廃棄物の処理システム。
【００３８】
ここで、検出手段は前記水分センサ３１であり、調節手段は前記制御装置３２及びソレノイド３３である。
【００３９】
【発明の効果】
以上、実施形態で例示したように、この発明においては、廃棄物を高効率で均一に乾燥処理することができて、処理経費及び処理時間を低減することができ、さらに、水分調整材を別に用意する必要がなく、処理経費を一層低減することができる等の優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の廃棄物の処理システムを示す構成図。
【図２】マッシャーの内部構成を示す一部断面図。
【図３】処理システムのブロック回路図。
【図４】処理結果を示す表。
【図５】第２実施形態の廃棄物の処理システムを示す部分構成図。
【符号の説明】
１１…水分調整手段としての搬送ミキサー、１２…廃棄物用ホッパー、１３…調整材用ホッパー、１４…破砕手段及び水分調整手段としてのマッシャー、１６…ペレット製造手段としてのペレッター、１７…乾燥手段としての乾燥機、１９…流路切換機、２０…循環手段としての循環用コンベア。

Claims (3)

1. 廃棄物と水分調整材とを混練して廃棄物を水分調整し、水分調整された廃棄物から多数のペレットを連続的に製造し、引き続きそのペレットを乾燥させ、乾燥後のペレットの一部を前記水分調整材として循環使用することを特徴とする廃棄物の処理方法。
2. 前記廃棄物と水分調整材とをニーディングにより混練することを特徴とする請求項１に記載の廃棄物の処理方法。
3. 廃棄物を水分調整材と混練して廃棄物の水分を調整する水分調整手段と、
   水分調整された廃棄物から多数のペレットを連続的に製造するペレット製造手段と、
   製造されたペレットを乾燥させる乾燥手段と、
   乾燥後のペレットの一部を前記水分調整手段にもどして水分調整材として使用する循環手段と
   を備えたことを特徴とする廃棄物の処理システム。

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