JP2010214316A - トロンメル式廃棄物選別装置、廃棄物処理設備、及び廃棄物分別方法 - Google Patents
トロンメル式廃棄物選別装置、廃棄物処理設備、及び廃棄物分別方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】回転ドラム24内に管体24cが備えられており、該管体24cは、その一端部24c1を前記回転ドラム24の一端部側に位置させるとともに他端部24c2を回転ドラムの一端部から他端部にかけての中間部に位置させ、送風機によって前記一端部24C1から流入させた気体を前記他端部側24c2から排出させ得るように回転ドラム24内に備えられており、しかも、前記管体24cには、前記他端部24c2から気体を排出させることによって屈曲が生じて気体の排出方向をランダムに変化させ得るように可とう管が用いられているため、効果的に攪拌することができ分別性能が向上する。
【選択図】図3
Description
このトロンメル式廃棄物選別装置は、筒状の側壁に貫通孔が設けられた回転ドラムが、水平や、下り傾斜あるいは上り傾斜となる状態で横置きされて備えられており、この回転ドラムを回転させることにより内部に収容されている破砕廃棄物が回転ドラムの一端部側から他端部側に移動されて排出されるとともにその移動中に一部の破砕廃棄物が前記貫通孔を通過して回転ドラム外に排出されるよう構成されている。
すなわち、トロンメル式廃棄物選別装置においては、破砕廃棄物の内、細かく高比重なものが貫通孔を通過し回転ドラム外に排出され、低比重で嵩高いものが残分として回転ドラムをそのまま通過して排出されることで分別がなされている。
しかし、一般に廃棄物は、ポリ袋などに収容されて廃棄されることが多く、破砕廃棄物には、このポリ袋の破袋により生じたシート状の廃プラスチックスなどが混在している。
この特許文献1は、回転ドラムの後半部分においてチャンバー底面にノズルを設け、回転ドラムの外側から回転ドラムの中心部に向けて送風を行い、そのことによって軽量物を浮遊させて分離している。
この特許文献1に係る発明は、粗大ゴミの分別を主たる目的とした発明であるため、生ゴミなどの有機物の選別を目的とした場合においては、このように回転ドラムの前半部分で一方向の気流を形成し、後半部分において貫通孔を通じて外部から内側に向けて気流を形成させる方法ではシート状物と有効利用可能な有機物と効率よく分離することが困難で有機物の回収効率向上を期待することが困難である。
このとき貫通孔を開口させた側壁の上に破砕廃棄物が崩落することで破砕廃棄物の一部が貫通孔を通過するとともに残りの破砕廃棄物がやや前進されるように構成されている。
そして、このことが繰り返されて、貫通孔を通過する破砕廃棄物と、他端部側まで前進された破砕廃棄物とに分別されるように構成されている。
ここでシート状物などが混在すると貫通孔が閉塞されてしまい、有機物が貫通孔を通じて外部に排出されることを阻害してしまうことからこのシート状物などを、より素早く分離することが有機物の回収効率向上には有効である。
さらには、元々、破砕廃棄物の間に空隙が形成されており、回転ドラム外からの風が、該空隙を通じて回転ドラム内に流入される状態であれば、破砕廃棄物の移動に殆ど寄与しない結果となる。
しかも、管体から直接破砕廃棄物に気体を吹き付けて破砕廃棄物を攪拌することから、回転ドラムの外部から送風を行う特許文献1などの場合に比べて、その風力がシート状物を舞い上げるために有効に利用されうる。
図1は、本実施形態にかかる廃棄物処理設備の装置構成を示す構成図であり、この図にも示されているように、本実施形態の廃棄物処理設備1は、ポリ袋などに収容された生ゴミや、食品工場から排出された食品屑などといった廃棄物が、系外から廃棄物導入経路L1を通じて導入され、導入された廃棄物に含有される有用物、例えば、生物処理可能な有機物、金属類、シート状の廃プラスチックスなどを選別して有効利用すべく構成されている。
前記トロンメル式廃棄物選別装置20は、前記破砕装置10で破砕された破砕廃棄物が破砕廃棄物導入経路L2を通じて導入され、この破砕廃棄物を、生物処理が可能な有機物などといった比較的比重が大きく、しかも、前記破砕装置10で比較的細かく破砕された破砕廃棄物と、ポリ袋の破袋等によって生じるシート状の廃プラスチックスなどといった比較的低比重で嵩高い破砕廃棄物とを分別すべく構成されている。
すなわち、トロンメル式廃棄物選別装置20は、生物処理が可能な有機物を多く含有する破砕廃棄物(以下「第1破砕廃棄物」ともいう)と、シート状の廃プラスチックスなどが前記第一破砕廃棄物よりも多く含有される破砕廃棄物(以下「第2破砕廃棄物」ともいう)とを分別すべく構成されている。
なお、紙類については細かく切断され、水分によって柔らかくなったものは主として生物処理される第1破砕廃棄物として回収され、生物処理に利用される。一方、シート状(単にシート状だけでなく、嵩高い状態のものも含む)の紙類については第2破砕廃棄物として回収され、焼却処理あるいは資源化される。
そして、廃棄物処理設備1は、前記第2磁力選別装置40から、このプラスチックスシート回収装置70に、廃プラスチックス回収用経路L8を通じて第2破砕廃棄物が供給され、前記廃プラスチックス処理装置80には、プラスチックスシート回収装置70から、回収廃プラスチックス経路L9を通じて廃プラスチックスが供給されるように構成されており、前記プラスチックスシート回収装置70からは、廃プラスチックスが回収された後の廃棄物を、廃棄物排出経路L10を通じて系外に排出しうるように構成されている。
また、図4は、トロンメル式廃棄物選別装置20の回転ドラム内に設置された管体の他端部の様子を示す断面図である。
さらに、図5は、この管体を回転ドラム内で保持してその屈曲方向を規制すべく設けられた規制部材の一例を示す部分断面図である。
また、前記回転ドラム24は、貫通孔が多数設けられた円筒状の側壁24wを有しており中心軸C周りに回転されるようにチャンバー25に備えられている。
また、本実施形態におけるトロンメル式廃棄物選別装置20は、前記回転ドラム24の中心軸Cに沿った状態で管体24cが備えられており、該管体24cの内部に気流を形成させるための送風機(図示せず)が備えられている。
そして、前記回転ドラム24は、このローラ24rをモータなどの駆動装置(図示せず)によって回転させることで図中矢印Wの方向に回転されるように備えられている。
そして、前記駆動装置によって、前記回転ドラム24を回転させることによって、この一端部側に導入された破砕廃棄物を他端部側に移動させうるように本実施形態におけるトロンメル式廃棄物選別装置20は、前記回転ドラム24が、前記一端部側よりも前記他端部側の方が低位置となる傾斜状態で配置されている。
この傾斜角度(θ1)については、特に限定されず、例えば、水平方向(図中仮想線H)から−10度〜+10度のいずれかの角度とすることができる。
この角度は被処理物によって異なり、分別処理する廃棄物中に水分が少なく、有機物とシート状の廃棄物が分別しやすい状態の場合、水平方向下向き(0〜+10度)にすることで、破砕廃棄物を早急に分別することができ、処理効率が高くなる。
また、破砕廃棄物中に水分が多く、有機物とシート状廃棄物とを分別しにくい場合、水平方向上向き(−10度〜−1度)にすることで回転ドラム内での滞留時間を長くし、シート状廃棄物を分別しやすくし、回収効率を高めることができる。
また、本実施形態におけるトロンメル式廃棄物選別装置20は、貫通孔を通過せずに回転ドラム24の他端部側に回転ドラム内部を移動した第2破砕廃棄物が、この回転ドラム24の他端部下方に開口し、該開口から下方へと延びる排出シュート23から前記第2磁力選別装置40に向けて排出されるように構成されている。
そして、前記管体24cは、前記送風機から延びる送風管24pにその一端部24c1を連結させており、前記送風機から送風管24pを通じて内部に気体を導入し得るように備えられており、前記他端部24c2が開口端となっていることから、前記送風機によって一端部24c1から他端部24c2に向けての気流が形成され、前記他端部24c2の開口から前記気流を排出させるべく構成されている。
しかも、この管体24cには、可とう性を有する可とう管が少なくとも一部に用いられて屈曲自在に形成されており、前記他端部24c2から気体を排出させることによって屈曲が生じて気体の排出方向をランダムに変化させ得るように形成されている。
この管体24cを構成する可とう管としては、例えば、ゴムなどの弾性体によって屈曲自在に形成されたもの、あるいは、コルゲート構造が形成された硬質樹脂管や金属管を挙げることができる。
したがって、管体24cが比較的弱い力によって屈曲させることができ、繰り返し屈曲されても疲労破壊などが生じ難い状態となるように形成されていることが好ましく、このような点においては、管体24c全体をゴム管などの可とう管によって構成させることが好ましい。
そして、破砕廃棄物を舞い上げてシート状廃棄物と生ゴミなどの有機物との分離を図るという観点からは、前記管体24cの他端部c2を配置する位置は、回転ドラムの一端部(入口側)から他端部(出口側)にかけての中間部であれば、特に限定されるものではないが、回転ドラムに導入された破砕廃棄物から、より早期にシート状廃棄物を分離して回転ドラムの有効利用を図るという観点からは、回転ドラムの一端側から回転ドラムの全長の1/2に到達するまでの間とすることが好ましく、1/4までとすることがより好ましい。
このように管壁24cwに貫通孔24chを設けることによって、この貫通孔24chからも気体が吹き出すことになり、この貫通孔24chからの気体の吹き出しによって管体24cは、側方に力を受けることとなる。
したがって、他端部24c2の側の開口24xから排出されるメインの気流Fmによって作用する気流の吹き出し方向と逆方向の応力(反動)と貫通孔24chからの気流Fsによる側方への応力とによってより激しく屈曲して回転ドラム内の破砕廃棄物を攪拌してシート状物を舞い上げさせることができる。
このように、管壁24cwに偏った状態で貫通孔24chを設けることで気体の吹き出しによるランダムな屈曲を管体24cに発生させやすくなり、破砕廃棄物の攪拌(シート状廃棄物の舞い上げ)に対する効果が向上されうる。
このような点において、管壁24cwから排出される気体の内の8割以上の風量が、管体24の開口の中心に対して90度以内となる範囲から吹き出されるように貫通孔24chを偏在させることがより好ましい。
さらに、管体24の長さ方向に対する貫通孔24chの形成箇所も先端に極めて近い箇所のみに限定されるものではなく、通常、管体24の先端から30cm以内であれば管体24cの屈曲に有効に作用させうる。
また、このような作用を発揮させるための前記送風機としては、一般的なファン、ブロア、コンプレッサーを用いたものが挙げられる。
そして、例えば、前記管体24cが、外径1〜10cm程度で、肉厚0.5〜5mm程度のゴム管である場合には、この送風機によって、通常、破砕廃棄物の単位時間当たりの導入量1t/hに対して、0.5〜40m3/min程度の送風を実施することで破砕廃棄物の攪拌に適したランダムな気流の変化を回転ドラム内に生じさせうる。
また、このような場合に限らず、可とう管などの種類などによって送風機からの送風量を調整し、適宜、気流排出方向のランダムな変化を生じさせることができる。
しかも、比較的自由に屈曲を生じさせうる結果、破砕廃棄物の移動方向とは逆向き(回転ドラムの一端部側向き)に気体が排出されて破砕廃棄物を上流側に吹き飛ばしてしまうおそれも有する。
このとき、通常、支持材24sから先端までの長さを回転ドラム24の半径以下とすることで送風時における他端部24c2と破砕廃棄物との接触防止を図ることができる。
例えば、回転ドラム24の天面部に一端側を固定した鎖で管体24cの他端部24c2を回転ドラム24の中心部に位置するように吊り下げるとともにこの他端部24c2の下方ならびに左右においても同様に鎖で管体24cと回転ドラム24とを連結しておいて、しかも、上下左右の鎖にたるみを持たせた状態で連結し、送風時における他端部24c2の移動を、このたるみ分だけとなるように規制して気体吹き出し方向を回転ドラム24の他端部側に規制しつつ破砕廃棄物との接触防止を図ることができる。
この図5に示す規制部材Sは、前記管体24cよりも一回り大きな内径を有する筒状部S1とこの筒状部S1の先端からラッパ状に広がる拡径部S2とを有し、前記筒状部S1には、前記管体24cを挿通させうる貫通孔Shが形成されている。
そして、前記拡径部S2は、その内面に、貫通孔Shの開口縁からラッパ状に広がる側壁Swを有している。
なお、規制部材Sの拡径部S2における回転ドラム24の中心軸Cと側壁Swとがなす角度(θ2、θ2’)については特に限定は無いが、上流側への送風を抑制する観点から90度未満、さらには85度未満であることが好ましい。
また、この拡径部S2の形状は、回転ドラム24の底面に向けた送風を規制することがないようにその側壁Swの角度を設定することが好ましく、少なくとも、中心軸Cから下向きの角度θ2’を30度以上、好ましくは45度以上とすることが望ましい。
しかも、このような規制部材を用いることで、例えば、管体24cの他端部24c2に形成された貫通孔24chから排出される気流Fsなどが、この側壁Swによって回転ドラム24の他端部側(下流側)に押出されることとなり、管体24cの他端部24c2から発生されるメインの気流Fmによって舞い上げられたシート状物を、この側壁Swによって下流側に向けて形成された気流に同伴させることができる。
そして、より確実に回転ドラム内24に上流側から下流側に向けた気流を形成させようとすれば、管体24cに対して送風する送風機とは別に、新たな送風機を設けることで実現可能ではあるが、この図5に示す規制部材Sは、側壁Swによって、より確実に下流側に向けた気流が形成されることから、新たなる送風機を必要としないか、あるいは、新たなる送風機を用いる場合でもその使用動力を削減しうる点において優れているといえる。
なお、仮に前記気流Fmによって有機物が舞い上げられたとしても、通常、有機物は水分等を多く含みシート状廃プラスチックスなどに比べて落下速度が速いことから前記シート状廃プラスチックスによって貫通孔の通過が妨害されるおそれが低い。
通常、シート状の廃プラスチックスのような嵩高い見掛け比重の小さい破砕廃棄物は、回転ドラム24の内部に収容されている破砕廃棄物の比較的上部に位置しているものの多くの場合、他の破砕廃棄物にその一部が挟まれ拘束された状態となっており、破砕廃棄物が回転ドラム24の回転による側壁24wの移動に追従しきれずに崩落を生じる際に前記拘束が解かれることとなる。
しかし、その一方でシート状の廃プラスチックスの上に高比重物が落下すると再び拘束されてしまうこととなる。
このように、シート状の廃プラスチックスの落下がゆっくりとなされることで、その間に、シート状の廃プラスチックスを回転ドラム24の他端部側に向けた気流に同伴させて下流側に大きく移動させることができる。
そして、下流側に移動させたシート状の廃プラスチックスを、排出シュート23から系外に排出させることができる。
例えば、生物処理としてメタン発酵などを実施する場合には、メタンガスの収量増加を図ることができる。
しかも、本実施形態においては、第1破砕廃棄物に混入されやすいボルト、ナット類などのような小型の金属類を第1磁力選別装置30によって除去してから生物処理を実施させることから、さらに、生物処理に好適な有機物回収を期待できる。
例えば、廃棄物の収容に用いられるポリ袋などは、比較的品質が一定した廃プラスチックスであることから、シート状の廃プラスチックスを回収するプラスチックスシート回収装置70を設けることで、再利用しやすい一定品質の廃プラスチックスを回収することができる。
しかも、先述のように第2破砕廃棄物への有機物の混入が低減されており、さらに、第2破砕廃棄物に混入されやすい空き缶などの大型の金属類を第2磁力選別装置40によって除去してからプラスチックスシートの回収を実施させることから、プラスチックスシートの回収効率の向上も図られ得る。
また、振動ふるい単独ではなく、振動ふるい上に側方から風を吹き付けるか、または、振動ふるい下部から上方向に風を吹き付けるかして、風力による分別が組み合わされた装置が用いられる場合にはより効率よくシート状の廃プラスチックスを回収することができる。
また、別のプラスチックスシート回収装置70としては、複数の引っかけ羽根が設けられた回転軸が、箱状容器の上部開口に複数本(例えば2軸)平行して掛け渡されてなり、この回転軸間を通過する破砕廃棄物と、該引っかけ羽根にて箱状容器外に除外されるシート状の廃プラスチックスとを選り分ける方式のものが挙げられる。
またはローラースクリーンを利用するものも採用が可能である。
また、同様の装置を用いて他のシート状の廃棄物を分別しても良い。
特に、第2磁力選別装置40では回転ドラム24の貫通孔を通過しない金属が回収されるが、このような金属としてはスチール缶などの缶類が多く、再利用しやすい有価な金属を回収することができる。
なお、アルミ缶を回収するために渦電流分離装置を別途設けても良い。
また、回転ドラムの前段で強い螺旋流(周方向の気流)にさらすことによって、回転ドラム内での撹拌と分離を促進するため、回転ドラム後段に設けられた貫通孔を有効に利用することができるため、回転ドラムの分離効率が高まる。
同様に金属処理装置も必須の構成ではなく、また、第1の磁力選別装置、第2の磁力選別装置のそれぞれに金属処理装置を設けても良い。
10 破砕装置
20 トロンメル式廃棄物選別装置
21 廃棄物シュート
22 アンダーシュート
23 排出シュート
24 回転ドラム
24c 管体
24c1 一端部
24c2 他端部
24ch 貫通孔
24cw 管壁
24r ローラ
24s 支持材
24w 側壁
24x 開口
25 チャンバー
25b 基盤部
25c カバー部
30 磁力選別装置
40 磁力選別装置
50 金属類処理装置
60 生物処理装置
70 プラスチックスシート回収装置
80 廃プラスチックス処理装置
C 中心軸
Fm 気流
Fs 気流
S 規制部材
S1 筒状部
S2 拡径部
Sh 貫通孔
Sw 側壁
H 水平軸
L1 廃棄物導入経路
L2 破砕廃棄物導入経路
L3 破砕廃棄物経路
L4 破砕廃棄物経路
L5 金属廃棄物経路
L6 金属廃棄物経路
L7 生物処理廃棄物経路
L8 廃プラスチックス回収用経路
L9 回収廃プラスチックス経路
L10 廃棄物排出経路
Claims (6)
- 生物処理可能な有機物を含有する破砕廃棄物の分別に用いられ、筒状の側壁に貫通孔が設けられ軸周りに回転可能に形成された回転ドラムが横置きされて備えられており、前記破砕廃棄物が内部に収容されている状態で前記回転ドラムを回転させることによって前記破砕廃棄物が回転ドラムの一端部側から他端部側に移動され、前記貫通孔を通過して回転ドラム外に排出される有機物を含んだ破砕廃棄物と、前記回転ドラム内を他端部側に移動して、該他端部側から排出される破砕廃棄物とに分別されるべく構成されており、前記回転ドラム内に気流を発生させるための送風機がさらに備えられているトロンメル式廃棄物選別装置であって、
前記回転ドラム内に管体が備えられており、該管体は、その一端部を前記回転ドラムの一端部側に位置させるとともに他端部を回転ドラムの一端部から他端部にかけての中間部に位置させ、前記送風機によって前記一端部から流入させた気体を前記他端部側から排出させ得るように回転ドラム内に備えられており、しかも、前記管体には、前記他端部から気体を排出させることによって屈曲が生じて気体の排出方向をランダムに変化させ得るように可とう管が用いられていることを特徴とするトロンメル式廃棄物選別装置。 - 前記管体の他端部には、その管壁を貫通する貫通孔が設けられている請求項1記載のトロンメル式廃棄物選別装置。
- 前記管体の他端部から回転ドラムの一端部側に向けて気体が排出されることを防止しうるように前記管体の屈曲を規制する規制部材がさらに備えられている請求項1又は2記載のトロンメル式廃棄物選別装置。
- 前記規制部材として、前記管体を挿通させうる貫通孔と、該貫通孔の開口縁から前記回転ドラムの他端部側に向けてラッパ状に広がる側壁とを有する規制部材が備えられており、しかも、前記ラッパ状の側壁の先端部が前記管体の他端部よりも回転ドラムの他端部側に位置するように前記管体を前記貫通孔に挿通させて前記規制部材が備えられている請求項3記載のトロンメル式廃棄物選別装置。
- 生物処理可能な有機物を含有する破砕廃棄物の分別に用いられ、筒状の側壁に貫通孔が設けられ軸周りに回転可能に形成された回転ドラムが横置きされて備えられており、前記破砕廃棄物が内部に収容されている状態で前記回転ドラムを回転させることによって前記破砕廃棄物が回転ドラムの一端部側から他端部側に移動され、前記貫通孔を通過して回転ドラム外に排出される有機物を含んだ破砕廃棄物と、前記回転ドラム内を他端部側に移動して、該他端部側から排出される破砕廃棄物とに分別されるべく構成されており、前記回転ドラム内に気流を発生させるための送風機をさらに備えているトロンメル式廃棄物選別装置を有する廃棄物処理設備であって、
前記トロンメル式廃棄物選別装置には、前記回転ドラム内に管体が備えられており、該管体は、その一端部を前記回転ドラムの一端部側に位置させるとともに他端部を回転ドラムの一端部から他端部にかけての中間部に位置させ、前記送風機によって前記一端部から流入させた気体を前記他端部側から排出させ得るように回転ドラム内に備えられており、しかも、前記管体には、前記他端部側から気体を排出させることによって屈曲が生じて気体の排出方向をランダムに変化させ得るように可とう管が用いられていることを特徴とする廃棄物処理設備。 - 生物処理可能な有機物を含有する廃棄物を破砕して得られた破砕廃棄物を、筒状の側壁に貫通孔が設けられ軸周りに回転可能に形成された回転ドラムが横置きされて備えられており、該回転ドラム内に気流を発生させるための送風を行う送風機がさらに備えられているトロンメル式廃棄物選別装置の前記回転ドラム内に導入して、該回転ドラムを回転させることによって前記破砕廃棄物を回転ドラムの一端部側から他端部側に移動させるとともに前記送風機によって回転ドラム内に前記気流を発生させて、前記貫通孔を通過して回転ドラム外に排出される有機物を含んだ破砕廃棄物と、前記回転ドラム内を他端部側に移動して該他端部側から排出される破砕廃棄物との分別を実施する廃棄物分別方法であって、
前記トロンメル式廃棄物選別装置には、前記回転ドラム内に管体が備えられており、該管体は、その一端部を前記回転ドラムの一端部側に位置させるとともに他端部を回転ドラムの一端部から他端部にかけての中間部に位置させ、前記送風機によって前記一端部から流入させた気体を前記他端部側から排出させ得るように回転ドラム内に備えられており、しかも、前記管体には、前記他端部側から気体を排出させることによって屈曲が生じて気体の排出方向をランダムに変化させ得るように可とう管が用いられており、排出方向をランダムに変化させた前記気体の風力によって回転ドラム内の破砕廃棄物の攪拌を実施しつつ前記分別を実施することを特徴とする廃棄物分別方法。
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