JP2008231146A - 感染性廃棄物の処理物再生方法及び再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】紙おむつのような単独の感染性廃棄物を乾熱滅菌処理し、得られた破砕処理物を有効な製品、例えば、固形燃料（ＲＰＦ）に再生し、資源の有効利用を可能とする。
【解決手段】病院や医院、保健所等の医療関係施設から排出された感染性廃棄物である紙おむつを収容する梱包体Ａを破砕室１で細かく破砕し、破砕室１で形成した破砕物Ｂにアルカリ水溶液を供給して尿中の塩素を分離した後にアルカリ水溶液を含む破砕物Ｂを洗浄し、水分を吸引、脱水するとともに長形防爆構造とした乾熱滅菌室４において複数のトレイ１７中の破砕物Ｂを搬送中に乾熱減菌し、乾熱減菌した破砕物Ｂを冷却してこの冷却した破砕物Ｂとプラスチック破砕塊との混合物を成型し、固形燃料を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、病院や医院、保健所等の医療関係施設において排出された使用済の紙おむつ、包帯、注射器、点滴用具等各種の感染性廃棄物の内、紙おむつを乾熱滅菌処理し、得られた処理物を有効資源として再生使用するための処理物再生方法及び再生装置に関するものである。

各医療関係施設からは紙製品（紙おむつ）、布製品（包帯、脱脂綿等）、プラスチック製品（点滴用具）、金属製品（注射針、メス等）等種々の材質からなる感染性廃棄物（感染性病原体が含まれ若しくは付着している廃棄物又は感染性の恐れがある廃棄物等）が大量に排出され、これらの廃棄物は特別管理廃棄物として一般の産業廃棄物とは別に管理し、廃棄処分としていた。

従来、感染性廃棄物は、主として焼却炉で焼却処分していたが、焼却炉から発生するダイオキシンが周辺環境や健康に悪影響を与えるとして社会問題となった。そこで、例えば、特開２００１−１３７３１５として開示された感染性廃棄物の処理技術が提供されている。この技術は、一台の装置で感染性廃棄物を不燃性ガスのもとで加熱・滅菌し、冷却して無害化し、最終的に一般産業廃棄物として廃棄可能な処理物とするものである。

このようなバッチ式と称される装置では、一台の装置の中に加熱減菌部、冷却部、破砕機を有しているため、一回の処理量に限界があるとともに連続処理ができないものであった。しかも、廃棄物を処理する毎に装置内部を加熱する必要があり、処理物を加熱する熱量よりも遥かに多くの熱量を必要としていた。これは冷却する場合でも同じである。総じて、バッチ式ではエネルギー効率が悪く、処理時間が長くなるとともに経済効率が悪いものであった。

そこで、本願発明の発明者は、特願２００５−７２５５として感染性廃棄物の処理技術を提供している。この技術は、医療関係施設から排出された感染性廃棄物を破砕する工程、破砕物を均一な状態に均す工程、複数設置したヒーターにより破砕物を加熱滅菌する工程、加熱滅菌した破砕物を冷却する工程、冷却した破砕物を小さな塊に圧縮する工程とかなり、大量の感染性廃棄物を連続して無害化し、得られた処理物を廃棄可能とするものである。

尚、上記する感染性廃棄物の処理作業は、各医療関係施設から委託された外部の廃棄物処理業者が行っている。このため、各医療関係施設では感染性廃棄物を特定の容器内に収容し、業者は集めた感染性廃棄物をプラスチック容器あるいはダンボール箱等に梱包した状態で排出している。
特開２００１−１３７３１５公報 特願２００５−７２５５公報

しかし、上記する技術及びその他の提供されている感染性廃棄物の無害化処理技術は、種々の材質からなる廃棄物をまとめて処理するものであり、得られた処理物を有効に再生する技術は提供されていない。また、紙製品やプラスチック製品等の個々に選別した感染性廃棄物を処理し、得られた処理物を再生する技術も提供されておらず、一般産業廃棄物として廃棄するために有効な資源を無駄に費消するものであった。

本発明は，上記する従来の感染性廃棄物の無害化処理技術の問題点に鑑み、紙おむつのような単独の感染性廃棄物を乾熱滅菌処理し、破砕状に形成した処理物を有効な製品、例えば、固形燃料（ＲＰＦ）に再生し、資源の有効利用を可能とするための処理物の再生方法及び再生装置を提供することを目的とするものである。

上記する目的を達成するために本願発明感染性廃棄物の処理物再生方法は、病院や医院、保健所等の医療関係施設から排出された感染性廃棄物である紙おむつを収容する梱包体Ａを細かく破砕する工程と、破砕して得られた破砕物Ｂにアルカリ水溶液を供給して混合し、尿中の塩素を分離する工程と、アルカリ水溶液を含む破砕物Ｂを洗浄して水分を吸引、脱水する工程と、脱水後の破砕物Ｂを乾熱滅菌する工程と、乾熱滅菌後の破砕物Ｂを冷却する工程と、冷却後の破砕物Ｂにプラスチック破砕塊を混合する工程と、破砕物Ｂとプラスチックの混合物から固形燃料を成型する工程とからなるものである。

上記する方法発明において、脱水後の破砕物Ｂは、遠赤外線放射パネルヒーターにより乾熱滅菌する。

また、本願発明感染性廃棄物の処理物再生装置は、病院や医院、保健所等の医療関係施設から排出された感染性廃棄物である紙おむつを収容する梱包体Ａを細かく破砕する破砕室１と、破砕室１で形成した破砕物Ｂにアルカリ水溶液を供給して尿中の塩素を分離する反応分離室２と、水分を含む破砕物Ｂを洗浄し、水分を吸引、脱水する洗浄脱水室３と、長形防爆構造とし、複数のトレイ１７中の破砕物Ｂを搬送中に乾熱減菌する乾熱減菌室４と、乾熱減菌した破砕物Ｂを冷却する冷却室５と、冷却した破砕物Ｂとプラスチック破砕塊との混合物を成型する押出成型室７とからなり、固形燃料を成型するものである。

上記する装置発明において、乾熱滅菌室４内は遠赤外線放射パネルヒーターにより破砕物Ｂを乾熱滅菌する。また、洗浄脱水室３から吸引した水分は反応分離室２に循環可能とする。

本発明は、感染性廃棄物である紙おむつを乾熱滅菌して得られた破砕状の処理物とプラスチック破砕塊とを混合し、成型して形成した製品を固形燃料（ＲＰＦ）として使用することで資源の有効利用を図ることができる。また、紙おむつの破砕物とプラスチックとを混合することで、成型した固形燃料の燃費効率を高めることができる。

特に、少子高齢化社会をむかえて自宅療養、高齢者施設に入所中や病院に入院中の高齢者が紙おむつを使用することが多くなり、需要が増えれば感染性廃棄物としての紙おむつの処理の問題が発生するが、本発明によって紙おむつの有効処理が可能であり、一般産業廃棄物の発生を抑制することができる。

更に、紙おむつは、連続して乾熱滅菌し、破砕物としての処理物とすることができるが、処理工程において供給するアルカリ水により紙おむつに含まれる尿の塩素を分離、除去するので、最終的に得られる固形燃料の性状を安定化し、経済効率や商品価値を高めることができる。

また、本発明においては少なくとも紙おむつに限定して乾熱滅菌処理し、あるいは布製の感染性廃棄物を加えるのみであるので、効率よく処理作業を行うことができ、同様の材質を使用するので不純物の発生を少なくすることが可能である。

プラスチック材料は、一般産業廃棄物として廃棄処分するか、プラスチック製感染性廃棄物を使用するので、資源の有効利用を図ることができ、プラスチック材を無駄に費消することがなく、一般産業廃棄物として処分する量を抑制することができる。

以下、図面に従って本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態を示す装置の全体を示すとともに図２及び図３は図１に示す装置の一部を拡大して示すものであり、紙おむつとしての感染性廃棄物（以下、単に廃棄物と称する）は、破砕工程、反応分離工程、洗浄脱水工程、乾熱滅菌工程、冷却工程、混合工程、押出成型工程を経て再生製品を形成するものである。

このために本発明装置は、破砕室１、反応分離室２、洗浄脱水室３、乾熱滅菌室４、冷却室５、混合室６及び押出成型室７から構成されており、独立して密閉可能な各室１〜７は一連の作業工程を連続して行うことができるように連設するとともに各室１〜７間において密閉が必要な室間には開閉可能なシャッター８（あるいはゲート）を設置し、隣接する室相互は開放あるいは密閉可能となっている。

処理すべき廃棄物としての紙おむつは、各医療関係施設内であらかじめ他の感染性廃棄物とは別の容器に収容したものを処理業者が回収し、プラスチック容器やダンボール箱等に密閉状態で収容して梱包体とする。この紙おむつを収容した単体の梱包体Ａは、処分場においてベルトコンベアやローラコンベア等の搬送体を使用して連続して破砕室１に送られる。

破砕室１の下方に位置する梱包体Ａは、図示していないが傾斜状に設置したベルトコンベアや公知のバケットエレベータあるいはスタッカークレーン等を使用して上方に移送し、破砕室１に投入すればよい。あるいは、梱包体Ａの搬送経路を破砕室１の上方に設置しておき、梱包体Ａを破砕室１に落下させてもよい。尚、本発明において使用する単体の梱包体Ａの総重量は約１５Ｋｇ〜１６Ｋｇである。

破砕室１の上方には破砕機９が設置され、また、下方にはベルトあるいはローラコンベアのような搬送体１０上に載せた金属製の容器１１が設置してある。破砕機９は、図４および図５に示すように２軸式あるいは３軸式の回転ローラ１２によって構成されており、各ローラ１２の周面には交互に噛み合う破砕刃が形成してある。

各ローラ１２は、モータを駆動源として互いに噛み合い方向に回転するようになっており、上から投入した梱包体Ａを破砕し、破砕物は下方に設置した容器１１に自重で落下させるものである。

破砕機９としては公知の破砕ローラを使用することができるが、ローラに限定せず、他の破砕機９を使用してもよく、梱包体Ａを細かく砕くことができればその機構を問うものではない。尚、破砕中、室内に高温の蒸気を噴射、供給して殺菌処理を行ってもよく、同時に、後記する脱臭工程によって室内に生じた臭気は外部に吸引する。

前記のように決められた総重量を破砕した破砕物Ｂが容器１１上に収容されると反応分離室２間のシャッター８を開き、搬送体１０を使用して容器１１を反応分離室２の搬送体１０に送り、シャッター８を閉じる。この時には次の梱包体Ａが破砕室１に送られ、連続処理を可能としている。常態では閉じているシャッター８により隣接する室１〜７相互間が影響を与えることはない。

尚、破砕物Ｂを反応分離室２に送る前に容器１１に振動を与え、破砕物Ｂの上面を平らな状態にするとともに全体を均一な状態に混ぜ合わせるようにしてもよい。このために破砕室１内には公知の振動発生機を設置し、容器１１に微振動を与えればよい。以後の説明においてシャッター８や搬送体１０等の同じ符号を使用するものは同じ機構である。

反応分離室２において搬送体１０上に定置した容器１１にアルカリ水供給装置１３からアルカリ水溶液が供給され、破砕物Ｂとアルカリ水溶液とは攪拌機１４を使用して攪拌、混合される。紙おむつが含有する高分子ポリマーが尿を吸収するが、通常、高分子ポリマーの保水能力は１ｇあたり５０ｃｃであり、紙おむつには２０ｇ位のポリマーが含有されている。

尿に含まれている塩素が再生品の阻害要因となるのでポリマーに含まれる尿を分離する必要がある。このためアルカリ水溶液を使用するが、アルカリ水溶液は消石灰６０ｇに対して１５リットルのＲ／Ｏ水を混ぜたものであり、前記した破砕物Ｂ重量に対してｐＨ１２以上の水溶液を１５リットル投入する。

発電所や製紙メーカー等の受け入れ側によって固形燃料（ＲＰＦ）の基準値が異なっている。例えば、ある製紙メーカーでは次の基準値が設けられている。
ＣＬ（塩素）（ｗｔ％ーｄｒｙ） ０．２以下
Ｓ（硫黄）（ｗｔ％ーｄｒｙ） ０．１以下
Ｎ（窒素）（ｗｔ％ーｄｒｙ） ０．３以下
灰分（ｗｔ％ーｄｒｙ） ５．０以下
水分（ｗｔ％） ８．０以下
高位発熱量（ｋｃａｌ／ｋｇ） ６５００±５００

使用済み紙おむつには尿中のＣＬ（塩素）が基準地以上含まれるためそれを取り除く必要がある。塩素を取り除くには、使用済み紙おむつに５倍相当の紙もしくわ廃プラスチックを混ぜてＣＬ濃度を薄める方法があるが、本発明においては、感染性廃棄物としての使用済み紙おむつに含まれる尿を取り除く手段を採用して固形燃料としての商品価値を高めるようにしてある。

所定の時間、攪拌作業を行って尿中の塩素が分離されるとシャッター８を開き、隣の洗浄脱水室３に容器１１を送り込む。洗浄脱水室３では、容器１１内に水道水を噴射してアルカリ水溶液を含む破砕物Ｂを洗浄し、紙おむつに付いているアルカリ水溶液を取り除き、水分は外部の吸引ポンプ１５に接続する吸引管１６を通して吸引、脱水する。吸引管１６の先端部はろ過材で覆い、破砕物Ｂは吸引しないようにしておくことが望ましい。

脱水した水分は、吸引管１６を経由し図示しないフィルターやろ過装置等を使用して不純物が含まれている場合にはこれを除去し、得られたアルカリを含む水分はアルカリ水供給装置１３に循環して使用される。尚、洗浄に際して攪拌機により破砕物Ｂや水分を攪拌するようにしてもよい。

脱水が終了した破砕物Ｂは、開いたシャッター８を通して乾熱滅菌室４に送られ、金属製のトレイ１７に移し変えられる。破砕物Ｂの移送方向に沿って長形体に形成した乾熱滅菌室４内には長形な搬送体１０が設置してあり、この搬送体１０上には複数台、図面上では５台のトレイ１７が設置してある。

乾熱滅菌室４内には遠赤外線放射パネルヒーターが複数設置してあり、各トレイ１０中の破砕物Ｂは図面において右方向に移送しながら１８０℃の温度下で３０分以上加熱し、滅菌処理がなされる。この乾熱温度や乾熱時間等は感染性廃棄物の処理規定で定められている。

通常、乾熱滅菌室４は、高温で破砕物Ｂを加熱するため破砕物Ｂが発火しないよう窒素ガスのような不活性ガスが供給されており、また、乾熱滅菌室４全体は防爆構造となっている。また、破砕物Ｂを平均して加熱するために乾熱滅菌室４内にファンを設け、熱気を室内に還流させてもよい。

更に、乾熱滅菌室４内に昇降可能でかつ破砕物Ｂを掴むことのできるアーム１８を設け、このアーム１８で破砕物Ｂを掴んでほぐすことを繰り返し、破砕物Ｂを上下に混ぜ合わせて全体を均一に加熱するようにしてもよい。あるいは、ミキサーのような回転羽根により破砕物Ｂを攪拌して加熱を均一になるようにしてもよい。

乾熱滅菌室４内で先端（図示右側位置）に達したトレイ１７は、開いたシャッター８を通して冷却室５に送られる。冷却室５内では加熱、滅菌後の高温の破砕物Ｂの冷却処理が行われる。破砕物Ｂを冷却するには、例えば、冷却室５の外部に設置した冷却装置で冷やした空気を冷却室５内に直接送り込んで循環させるか、あるいは配管を介して冷気を冷却室５内に循環させればよい。

又は、室外の冷却装置で冷却した冷却水を冷却室５内に配管を通して循環させて冷却室５内全体を冷やし、破砕物Ｂの冷却を行うようにしてもよい。冷気を使用するか、冷却水を使用するかは任意に選択することができる。冷却時間は１０〜１２分間であり、９０〜１００°Ｃ以下の温度まで冷却する。

冷却が終了した破砕物Ｂは、混合室６の混合用ホッパー１９に送られる。尚、乾熱滅菌して冷却した破砕物Ｂはトレイ１７の中で固まった状態となっているので、掻き出す必要がある。このため、ホッパー１９に送る前に掻き出し機を使用して破砕物Ｂをトレイ１７から掻き出すようになっている。

破砕物Ｂを収容したトレイ１７は、図示しない公知のリフターのような持ち上げ機を使用して斜めの状態で持ち上げる。トレイ１７の上昇停止位置に面して掻き出し機２０が設置してある。この掻き出し機２０は、一方向、図面において左方向に循環可能なベルトの表面にブラシのような多数の掻き出し部材を突設したものであり、ベルトを循環させることでトレイ１７内の破砕物Ｂを掻き落とす。

搬送体１０上に落とされた破砕物Ｂは、順次、バケットエレベータのような搬送体２１によって上方へ運ばれ、ホッパー１９に投入される。一台のトレイ１７中の破砕物Ｂが投入された後あるいは同時にプラスチックの破砕塊がホッパー１９に供給され、ホッパー１８内の攪拌機を使用して攪拌、混合される。バケットエレベータに代えてスタッカークレーンを使用してもよい。

トレイ１７内の破砕物Ｂは、掻き出し機２０を使用して掻き出す以外に廃棄物処理業者がスコップを使用して掻き出してもよい。あるいは、トレイ１７をホッパー１９の上方に運び上げ、掻き出し機２０を使用するか手作業により、直接、破砕物Ｂをホッパー１９内に投入してもよい。

破砕物Ｂと混合するプラスチック破砕塊は、一般産業廃棄物として廃棄されたペットボトルその他のプラスチック製品を破砕したものであり、粒状、ペレット状の他にこれらより大きい塊状体が使用される。プラスチックは、最終的に形成される固形燃料のカロリー調整や燃費効率のために破砕物Ｂと混合するものである。

紙おむつの破砕物Ｂとプラスチックの破砕塊の混合物は、ホッパー１９下部のバルブを開放して取り出され、押出成型室７に送られる。押出成型室７には押出成型機２２が設置してあり、混合物は棒状体に押し出し、成型される。

押出成型機２２としては、例えば、３〜５ｃｍ程度の適当な板厚を有する板体に多数の孔を形成し、固定状態の板体の片側から押圧板を使用して孔内に混合物を押し込み、反対側から棒状体として取り出せばよい。押圧板は、例えば、シリンダーを使用して押圧力を付与すればよい。

あるいは、押出機２２として公知の装置を使用可能であり、また、公知のＲＰＦ押出成型機を使用することができる。得られた成型品Ｃは、最終製品として発電所、製紙工場その他の分野において固形燃料（ＲＰＦ）として使用することができる。

尚、混合物は、棒状に押し出し成型する以外に球体や板状体等の適当な大きさの形状にに圧縮成型し、固形燃料として使用するようにしてもよく、固形燃料として形状を限定するものではない。

各室１〜７からは臭気が発生するが、各室１〜７と脱臭経路２３は配管によって接続してあるので、臭気は脱臭経路２３を通して排気ブロワー２４が吸引し、フィルター２５を介して無臭状態で放出される。更にはフィルター２５から触媒槽や活性炭槽等を介し浄化ガスとして放出してもよい。

上記の説明において破砕室１から洗浄脱水室３において破砕物Ｂを収容するために容器１１を使用したが、これに限定すものではなく、トレイ１７を使用してもよい。また、感染性廃棄物としては紙おむつ以外に包帯、脱脂綿等の布製感染性廃棄物も同時に処理し、紙おむつとともに破砕物Ｂとして使用可能である。

上記において紙おむつの破砕物Ｂと一般産業廃棄物としてのプラスチック破砕塊とを混合する場合について説明したが、プラスチック破砕塊としてはプラスチック製感染性廃棄物を使用することが可能である。即ち、プラスチック製感染性廃棄物を従来公知の処理装置を使用して乾熱滅菌処理し、得られた破砕物を破砕物Ｂに混合すればよい。このようにすれば、プラスチック製感染性廃棄物を有効利用することができる。

本発明は、感染性廃棄物を処理し、最終的に廃棄される紙おむつ及び一般産業廃棄物としてのプラスチックあるいは感染性廃棄物の処理物として廃棄されるプラスチックを有効利用し、滅菌状態で得られた紙おむつとプラスチックとの混合物を固形燃料（ＲＰＦ）として提供できるので、発電所、製紙工場その他の広い産業分野で利用可能である。

本発明装置の全体を示す概略の構成図である。 本発明装置の一部を拡大して示す構成図である。 本発明装置の一部を拡大して示す構成図である。 破砕機の一例を示す側面図である。 図４の破砕機の正面図である。

符号の説明

１ 破砕室
２ 反応分離室
３ 洗浄脱水室
４ 乾熱滅菌室
５ 冷却室
６ 混合室
７ 押出成型室
８ シャッター
９ 破砕機
１０ 搬送体
１１ 容器
１２ 回転ローラ
１３ アルカリ水供給装置
１４ 攪拌機
１５ 吸引ポンプ
１６ 吸引管
１７ トレイ
１８ アーム
１９ 混合用ホッパー
２０ 掻き出し機
２１ 搬送体
２２ 押出成型機
２３ 臭気経路
２４ 排気ブロワ
２５ フィルター

Claims (5)

1. 病院や医院、保健所等の医療関係施設から排出された感染性廃棄物である紙おむつを収容する梱包体Ａを細かく破砕する工程と、破砕して得られた破砕物Ｂにアルカリ水溶液を供給して混合し、尿中の塩素を分離する工程と、アルカリ水溶液を含む破砕物Ｂを洗浄して水分を吸引、脱水する工程と、脱水後の破砕物Ｂを乾熱滅菌する工程と、乾熱滅菌後の破砕物Ｂを冷却する工程と、冷却後の破砕物Ｂにプラスチック破砕塊を混合する工程と、破砕物Ｂとプラスチックの混合物から固形燃料を成型する工程とからなることを特徴とする感染性廃棄物の処理物再生方法。
2. 脱水後の破砕物Ｂは、遠赤外線放射パネルヒーターにより乾熱滅菌することを特徴とする請求項１に記載する感染性廃棄物の処理物再生方法。
3. 病院や医院、保健所等の医療関係施設から排出された感染性廃棄物である紙おむつを収容する梱包体Ａを細かく破砕する破砕室１と、破砕室１で形成した破砕物Ｂにアルカリ水溶液を供給して尿中の塩素を分離する反応分離室２と、水分を含む破砕物Ｂを洗浄し、水分を吸引、脱水する洗浄脱水室３と、長形防爆構造とし、複数のトレイ１７中の破砕物Ｂを搬送中に乾熱減菌する乾熱減菌室４と、乾熱減菌した破砕物Ｂを冷却する冷却室５と、冷却した破砕物Ｂとプラスチック破砕塊との混合物を成型する押出成型室７とからなり、固形燃料を成型することを特徴とする感染性廃棄物の処理物再生装置。
4. 乾熱滅菌室４内は遠赤外線放射パネルヒーターにより破砕物Ｂを乾熱滅菌するようにしたことを特徴とする請求項３に記載する感染性廃棄物の処理物再生装置。
5. 洗浄脱水室３から吸引した水分は反応分離室２に循環可能としたことを特徴とする請求項３に記載する感染性廃棄物の処理物再生装置。

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