JP2010507475A - 一般廃棄物の処理法 - Google Patents

Abstract

本発明は、一方は石灰を含有し、他方は尿素を含有する2種の組成物の組合せによって一般廃棄物等を処理する新規方法、前記組合せ、前記方法によって得られる生成物、およびそれらの使用に関する。

Description

本願は、非毒性の無機廃棄物と混合されていても混合されていなくてもよいあらゆる種類の非毒性の有機廃棄物、より具体的には一般廃棄物等から、食事性農産業(agroalimentary industry)から、農業ならびに汚泥からの廃棄物の化学的処理法に関する。

前述の有機廃棄物は、水、セルロース材料および派生物(オース類およびポリオース類)、リグニン、プロチド材料および脂肪、高含量の微生物を有するものの全てを実質的に含有する。

前述の湿式有機物質への生石灰の作用は、以前から知られている。しかし、該物質がCaOと単に混合されるだけでCaOが水和するので、該物質の作用は第1にその混合物への加熱に限定されるが、pHは均質でなくなる。それは、水和化合物(Ca(OH)₂)が非常に溶けにくく、混合物にそれ以上拡散することなく、それらの形成場所に保持されたままになるからである。

その結果、物質全体がCaOと接触することを期待して(確実性はない)、混合物を長時間、有機物質と共に撹拌する必要がある。

廃棄物の処理中、経済上の理由で最少量の化合物を用いて温度を上昇させることが重要である。

最終生成物は、好ましくは回収可能であるべきであり、したがって様々な組成物からなり、さらには国内外の標準に対応する、様々な施肥生成物を得ることが望ましい。

肥料を伴うまたは伴わない有機土壌調整剤として、肥料として、または強化堆肥として使用可能にするために、カリウム、ナトリウム、リンおよび/または窒素などの無機元素で最終生成物を強化して、それをさらに「完全な」肥料にすることが望ましい。

したがって、反応物内の良好な熱伝導性、相当高い脱水性、最終生成物における低含量の不活性生成物、従来の機械的精製を可能にする、改善された廃棄物処理法を利用可能にすることが望ましい。

特許出願FR 2 889 465 WO出願01/85645 FR出願05 08 416

したがって本発明は、これらの要件を満たし、前述の欠点を回避できる廃棄物処理法を提供することを提案する。

本発明によれば、前記方法は、本発明に従って配合された2種の化学組成物(以下第1の組成物および第2の組成物と呼ぶ)の組合せを用いて実施される。前記組合せは、廃棄物に含まれる有機物質と混合することによって簡単に反応することができ、それらを商業上の回収に適した無臭の滅菌乾燥物質に変換し、したがって埋立地への廃棄物の発送を回避することができる。

本発明に従って配合した化学組成物の組合せは、物質と化学反応して、約100度程度の温度上昇をもたらす。

本発明によれば、第1の組成物は、
- 生石灰(CaO)、および
- 水と接触して発熱する、好ましくは汚染性ではない1つまたは複数の酸化性無機または有機無機化合物
を含む。

石灰は、好ましくは粉末形態で存在する。石灰は、一般に第1の組成物の70〜95重量%である。

前記酸化性無機または有機無機化合物(複数可)は、酸化および/または過酸化ナトリウムおよび/またはカリウム、無水リン酸ならびにそれらの混合物から選択される。

前記酸化性無機または有機無機化合物(複数可)は、好ましくはナトリウム、カリウムおよび/またはリンを含有する。それらは一般に、第1の組成物の5〜50%(重量)の量で存在する。

酸化および/または過酸化ナトリウムおよび/またはカリウムは、それらが存在する場合、一般に第1の組成物の10〜30%(重量)の量で存在する。

酸化および過酸化ナトリウムおよび/またはカリウムは、一般に粉末形態で存在する。

一般に、無水リン酸の存在下で作業し、それにより石灰の使用によって結合した反応混合物の塩基性が中和されることが望ましい。

無水リン酸の使用は、試薬として使用される第1の組成物の量を少なくすることもできる。

無水リン酸は一般に、第1の組成物の5〜15%(重量)である。

本発明によれば、第2の組成物は、
- 尿素の供給源となる1つまたは複数の化合物、および
- 1つまたは複数の水の供給源
を含む。

前記第2の組成物は、好ましくは例えば粉末形態の固体尿素を含む。水の供給源は、水ならびに/あるいは液体状の汚泥および液体肥料などの任意の他の液体残留物またはそれらの混合物であってよい。

供給される尿素の量は、得られる最終生成物中の窒素の所望の量に依存して決まる。したがって一般に、最終組成物中約3〜10%、好ましくは4〜5%の窒素が望ましい。このために、供給される尿素の量は、一般に処理される廃棄物の0.1%〜1%(重量)となる。

第2の組成物中の水の量は、一般に廃棄物の水分に依存して決まる。有利には、第2の組成物は、廃棄物が十分な水分を含まない場合に、第1の組成物を最大効率で反応させる量の水を必要に応じて供給する。

本発明による第1の組成物と第2の組成物の組合せは、有利には、CaOの可溶性および分散性を改善する。実際、酸化および過酸化NaおよびKは、高度に可溶性である水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムを形成することができる。さらに、それらは酸素も供給し、それが第2の組成物からの酸素と加わった場合にさらなる熱を解放することができ、その結果反応混合物の温度は一般に80〜120℃となる。

前記処理は、工業規模でのバッチ式または連続的な処理に特に適している。より具体的には、バッチ式の処理が有利である。

本発明による前記方法は、以下の
1.廃棄物を本発明による組合せと混合するステップ、
2.得られた反応混合物を熟成するステップ
を含む。

一般に、処理される廃棄物の質量に対して5〜15重量%の第1の組成物が添加される。

一般に、処理される廃棄物の質量に対して0.5〜10重量%の第2の組成物が添加される。

第2の組成物によって供給される尿素の量は、一般に、処理される廃棄物の0.001%〜1%(重量)、好ましくは0.1〜1%である。

本発明による前記方法は、形成されるガスまたは蒸気が通常の空気清浄機に排出されるように、好ましくは空気吸引しながら実施される。

前記方法は、有利には、この方法を自動的に実施できる電気的プログラムなどの管理モジュールを用いることによって実施することもできる。かかるモジュールは、それ自体公知であり、当業者の知る範囲に含まれる。

処理される廃棄物は、一般に一般廃棄物等、汚泥、炭素含有廃棄物、食事性農産廃棄物、農業廃棄物、または他の種類の任意の有機廃棄物である。

ステップ1)の前に、流入廃棄物を、それ自体公知の従来の手段によって、例えば継続的に任意選択でホモジナイズすることができる。この操作は、例えば任意の塊を分解するために穏やかに撹拌すると同時に、一般に存在する無機元素が小片に破砕または分解するのを防止するために粉砕を回避することによって、特に保存および調製タンク内で実施することができ、それによってその後それらが分離しにくくなると思われる。

特定の一態様によれば、本発明による方法は、ステップ1)の前に水を添加するステップを含むこともできる。添加する水の割合は、反応を容易に制御し、処理されるバッチに関係なく温度が均一になるようにするために、処理される廃棄物の性質およびその含水量に依存して決まる。添加する水の割合は、一般に、処理される廃棄物の質量に対して0.1%〜5重量%である。

好ましくは、ステップ1)は、廃棄物を撹拌するための従来の装置を備えた密封ミキサー内で実施される。任意選択で分解された廃棄物は、一般に、全体の不変性を確実にするために、試薬が添加される前に従来の手段によってバッチに収集され、次いで秤量される。

有利な一実施形態によれば、ステップ1)は、特許出願FR 2 889 465に記載のミキサーを用いて実施することができる。簡潔には、前記ミキサーは、
- 前記3つの成分を入れるのに適した、少なくとも1つの入口および少なくとも1つの出口を含む封入容器、
- 前記容器を移動させる手段、ならびに
- 前記容器内の3つの成分の撹拌によって生じるガス性流出物を収集する手段
を含む。

前記ミキサーの他の任意選択の特徴によれば、
- 前記移動手段は、その軸周りに前記ドラムを回転させる手段を含み、
- 前記ドラムは、その回転軸の周辺に配設された入口を含み、ガス性流出物を収集するための前記手段は、前記入口を介して前記ドラムに入る吸引パイプを含み、
- 該装置は、前記入口を介して前記ドラムに入る充填スクリューを含み、
- 前記ドラムは、その回転軸周りに一定間隔で配設された複数の出口を含み、
- 前記装置は、前記ドラムの足に配設され、前記ドラムの足に位置する出口と結合するのに適した噴出口(outlet spout)を含み、
- 前記装置は、前記出口のそれぞれについて制御されたドアを含み、
- 前記ドアを制御するためのシステムは、回転結合タイプのものであり、
- 前記ドラムは、その円筒壁の内表面上に一定間隔で分布した複数の混合用ナイフを含み、
- 前記ドラムの回転軸は、前記成分の放出を容易にするために水平に対してわずかに傾斜しており、
- 前記ドラムの直径は、その軸の長さよりも長く、
- 前記容器は、秤量手段上に搭載されている。

一般に、組成物は、廃棄物を撹拌するときに個別にその廃棄物上に注ぐことが好ましい。

本発明の組合せの各成分の量は、処理される廃棄物の質量および性質に依存して決まる。

これらの条件下では、生石灰の存在により、撹拌によって脂肪の鹸化と共に廃棄物の非常に急速なアルカリ化、ならびにプロチドの分解、したがって存在する微生物および菌類の分解が可能になる。これによって、廃棄物を滅菌することができ、これは解放された酸素の作用によって完全になる。この滅菌は、しばしば100℃を超える温度増加によっても促進される。

ステップ1)は一般に、廃棄物および組合せの組成物の均質な混合物を得るために十分な時間、ならびに/あるいは廃棄物の性質に依存して一般に80℃〜120℃となる安定な温度で実施される。混合時間は、一般に10〜50分である。

ステップ1は、必要に応じて最終生成物のpHを調節するステップを含むこともできる。これは、例えば使用される第1の組成物が生石灰および1つまたは複数の過酸化物を含み、中性の最終生成物が所望される場合、特に肥料として使用される場合であり得る。この調節は、それ自体公知の任意の手段によって、例えば有機または無機酸などの酸を添加することによって行うことができる。有利には、無水リン酸を用いて行うこともできる。

ステップ1)の最後に、反応混合物はバイオリアクターの入口に移送され、そこで試薬の作用のみによって熟成され、一般に80〜120℃の高温を維持しながら、広範な脱水を伴ってそれらが完全に分解されるまで廃棄物中の有機物質と反応し続ける。

熟成中、廃棄物は撹拌されずにバイオリアクターの他端に向かってゆっくり移動し、出口に向かって移動するにつれて新しいバッチからの廃棄物で置き換えられ、それによって確実にこの過程が継続される。

バイオリアクター内の廃棄物の移動は、それ自体公知の従来の方法で、例えば「エンドレスフロア」系によって行われる。かかるバイオリアクターは、例えば、WO出願01/85645に記載されている。有利には、前記バイオリアクターは、ガスを排出することができる。

本方法は、処理される廃棄物の組成、その廃棄物が選択的分類の枠内で既に分類されているかどうかにかかわらず実施することができる。

本方法の最後に、分解した有機部分は完全に乾燥され、次いで廃棄物は、試薬に耐性のある無機材料およびプラスチック材料などの無機材料と混合した、粉末化顆粒状有機材料の滅菌された無臭の乾燥混合物の形態となる。

次いで、一般に不活性なかつ/または乾燥したこれらの様々な材料を、公知の技術によって容易に分別し、回収することができる。

次いで、一度分別した有機廃棄物は、優れた肥料、肥料を伴うまたは伴わない農業用土壌調整剤、石灰質または有機石灰質土壌の調整剤、あるいは強化堆肥を構成する、処理しやすい砂状の顆粒形態となる。

有利には、本発明による方法は、最終生成物をリン、ナトリウム、カリウムおよび窒素で強化することができ、それによって最終生成物がより完全な肥料になる。

さらに、無水リン酸の使用は、無水物が石灰によってもたらされたアルカリ度を中和するという点で特に有用である。したがって、最終生成物のpHは、中性または中性に近い、有利には7〜8に調節することができる。したがって、最終生成物は広範囲の活性を伴って容易に使用される。最終生成物は、特に肥料として、強化堆肥として、または有機堆肥として使用することができる。

しかし、最終生成物が塩基性のpHを有する場合、例えば無水リン酸が使用されない場合には、最終生成物の使用は、酸性土壌を改善するための石灰質土壌調整剤として特に有用となり得る。

別の目的によれば、本発明はまた、本発明の方法によって得られる生成物に関する。

本発明は、前記生成物を、肥料として、肥料を伴うもしくは伴わない有機、有機石灰質、もしくは石灰質土壌改良剤として、および/または強化堆肥として使用することに関する。

別の目的によれば、本発明はまた、本発明による組合せに関する。一般に、前記組合せは、第1の組成物を70〜98重量%および第2の組成物を2〜30重量%含む。前記第1の組成物および第2の組成物は、本明細書で先に定義された通りである。

該組合せは、一般に、各組成物が個別にパッケージされるキットの形態である。

本発明はまた、
- 第1の組成物を、その構成要素を添加することによって調製するステップ、および
- 第2の組成物を、その構成要素を添加することによって調製するステップ
を含む、かかる組合せの調製方法に関する。

以下の実施例は、例示によって与えられ、本発明を制限するものではない。

FR出願05 08 416に記載のものなどのミキサーにおいて、5000リットルの容器に、一般廃棄物等1750kg、石灰155kgと水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムの混合物20kgを含有する第1の組成物175kgを、秤量することによって添加する。次いで、予め粉末尿素および水を添加しておいた第2の組成物50kgを添加する。温度を約70/90℃に上昇させる。温度が安定したら、WO出願01/85645のものなどのバイオリアクターに反応混合物を移送し、そこで約1時間半静置して熟成させる。バイオリアクターの出口では、混合物のpHは、一般に11〜13である。有機生成物約785kgおよび安定した衛生的な非有機生成物785kgが得られる。

この有機生成物は、有機石灰質土壌の調整肥料などとして使用することができる。その他の非有機生成物は、リサイクルによる公知の回収経路に従うことができる。

FR出願05 08 416に記載のものなどのミキサーにおいて、5000リットルの容器に、一般廃棄物等1750kg、石灰125kgと無水リン酸15kgを含有する第1の組成物140kgを秤量することによって添加する。次いで、粉末尿素50kgおよび液体約4000リットルを添加することによって調製した第2の組成物10kgを、5000リットルの容器に添加する。温度を約80/100℃に上昇させる。温度が安定したら、WO出願01/85645のものなどのバイオリアクターに反応混合物を移送し、そこで約1時間半静置して熟成させる。バイオリアクターの出口では、混合物は7に近いpHを有する。

有機生成物785kgおよび安定した衛生的な非有機生成物785kgが得られる。

この有機最終生成物は、肥料を伴う土壌調整肥料または強化堆肥などとして使用することができる。その他の非有機生成物は、リサイクルによる公知の回収経路に従うことができる。

Claims (19)

1. 生石灰(CaO)、および
   水中で発熱する、1つまたは複数の酸化性無機または有機無機化合物
   を含む第1の組成物と、
   尿素の供給源となる1つまたは複数の化合物および1つまたは複数の水の供給源
   を含む第2の組成物と
   を含む組合せを用いて、廃棄物を処理する方法。
2. 第1の組成物中、水中で発熱する前記酸化性無機または有機無機化合物が、酸化および/または過酸化ナトリウムおよび/またはカリウム、ならびに/あるいは無水リン酸、ならびにそれらの混合物から選択される、請求項1に記載の方法。
3. 前記第1の組成物が無水リン酸を含む、請求項1または2に記載の方法。
4. 前記第1の組成物が、70〜95%(重量)の石灰を含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記第1の組成物が、10〜30重量%の酸化および/または過酸化ナトリウムおよび/またはカリウム、ならびに/あるいはそれらの混合物を含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記第1の組成物が、5〜15%(重量)の無水リン酸を含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
7. 第2の組成物が、
   固体尿素、ならびに
   水、液体状の汚泥、および/または液体肥料、あるいはそれらの混合物
   を含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
8. 第1の組成物の質量が、処理される廃棄物の5〜15重量%である、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
9. 第2の組成物の質量が、処理される廃棄物の0.5〜10重量%である、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
10. 以下の、
    1.廃棄物を、請求項1から9のいずれか一項に記載の第1の組成物および第2の組成物と混合するステップ、
    2.得られた反応混合物を熟成するステップ
    を含む、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
11. 反応混合物のpHの調節を含むステップをさらに含む、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
12. 空気の吸引を伴って実施される、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。
13. ステップ1)の前に、流入廃棄物が、粉砕されることなく任意選択でホモジナイズされる、請求項10から12のいずれか一項に記載の方法。
14. ステップ1)が、穏やかに撹拌するための装置を備えた密封ミキサー内で実施される、請求項10から13のいずれか一項に記載の方法。
15. ステップ2)が、エンドレスフロアを有するバイオリアクター内で実施される、請求項10から14のいずれか一項に記載の方法。
16. 請求項1から15のいずれか一項に記載の方法によって得られる生成物。
17. 肥料として、肥料を伴うまたは伴わない土壌調整剤として、あるいは強化堆肥としての、請求項16に記載の生成物の使用。
18. 請求項1から9のいずれか一項に記載の
    第1の組成物70〜98重量%、および
    第2の組成物2〜30重量%
    を含む組合せ。
19. 第1の組成物を、その構成要素を添加することによって調製するステップ、および
    第2の組成物を、その構成要素を添加することによって調製するステップ
    を含む、請求項18に記載の組合せの調製方法。