JP2010538809A - 異なる廃棄物ストリームの処理方法及び処理システム - Google Patents

Abstract

療養施設における廃棄物ストリームの処理方法及び処理システムである。廃棄物は、室内用便器、並びに液体及び他の種類の廃棄物のための他の容器等の容器に入れられる。本発明によれば、かかる廃棄物は、異なる現場（２）（部署）で供給され、直ちに粉砕される（３）。廃棄物ストリームを容器の材料と実際の廃棄物とに分離する分離段階（４）がこれに続く。必要に応じて再利用できるように、尿及び糞便等の実際の廃棄物が水を浄化するバイオリアクターに給送される。生分解性であれば、容器の材料を発酵（３８）のステップに供することができる。このプロセスにおいて放出された熱及びガスは、発酵槽の内容物の加熱及び／又は発電に使用することができる。また、キッチンの廃棄物を給送し、任意で粉砕して、発酵させることもできる。発酵段階から離れたストリームは、濾過され堆肥にされる硬成分と、浄化設備（５）に給送することのできる軟成分とに分離することができる。

Description

本発明は、病院、老人ホーム、養護施設等の療養施設における多種多様の廃棄物ストリームの処理方法に関する。本発明はまた、療養施設における多種多様の廃棄物ストリームの処理システムにも関する。

かかる廃棄物ストリームは、多くの異なる種類の物質を含む。最も基本となるのは、室内用便器及び尿瓶に集められる尿及び糞便である。尿及び糞便が便器に入り、公共の下水道システムを使用して処理され、任意で公共の下水浄化設備（ＲＷＺＩ）において浄化処理された後、地表水に排出される。これには、室内用便器及び尿瓶を別に洗浄しなければならず、コストがかかり、労働集約的で、加えて、汚染のリスクが増加するという欠点がある。第２の欠点として、尿及び／又は糞便に含まれる薬剤及び／又は毒物が、最後には地表水に入り込む危惧が挙げられる。

第１の欠点を克服するために、米国特許第６３５１８５８Ｂ１号が糞便及び尿を容器に回収し、内容物と共にこれら容器を収集するというプロセスを開示している。容器をカートに載せ、粉砕器に持って行く。次に、粉砕器は、水等の均質化液を付加して、（内容物と共に）容器を粉砕する。この混合物は、任意で濾過された後に、公共下水道システムに排出される。この公知のプロセスは、療養施設における衛生状態にプラスの効果をもたらすことができるが、前記第２の欠点である、薬剤及び／又は毒物を生活環境に放出してしまう可能性が克服されていない。さらに、公知のプロセスは依然として、容器を回収し、回収された容器は、運搬手段を使用して、療養施設の建物内部に位置する粉砕装置まで物理的に移動されなければならない。

しかしながら、療養施設において処理されなければならない廃棄物ストリームは他にもある。さらなる廃棄物ストリームは、キッチン廃棄物により形成される。このキッチン廃棄物は、一般的に汚染されていない。つまり、環境に有害な薬剤及び／又は毒物を含んでいないため、ゴミ袋に入れてゴミ集積場へ、又は野菜、果物及び園芸廃棄物用の容器に入れて産業用堆肥化工場に持って行くことができる。キッチン廃棄物を回収し、ゴミ袋又は野菜、果物及び園芸廃棄物用の容器に入れ、運搬車を使用してゴミ集積場又は産業用堆肥化工場に運搬することはコストがかかり、労働集約的である。

さらなる廃棄物ストリームは、例えば風呂及び／若しくはシャワーの水、又はキッチンで使用される水等の、水を使う療養施設の部署から出る廃水からなる。この廃水は、通常、下水道システム経由で排出される。しかしながら、かかる風呂及び／又はシャワーの水は、例えば、患者の発汗の水分に由来し、しばしば薬剤及び／又は毒物により汚染されている。このように汚染された下水は、浄化されることなく、又は少なくとも十分に浄化されることなく環境に排出される。

さらなる廃棄物ストリームは、薬や包帯等の患者を治療することにより生じる廃棄物で形成される。かかる廃棄物は、潜在的に汚染されており、つまりは廃棄物が、薬物、細菌及びウイルス感染した物質及び／又は毒物を比較的高濃度で含み、かかる未処理の廃棄物を排出することにより、深刻な結果をもたらす。先ず、廃棄物が廃棄される環境が被害を受ける。かかる廃棄物が下水浄化設備（ＲＷＺＩ）に到達するのであれば、この廃棄物を除去するためにさらなる方策をとらなければならない。このことは、廃棄物全体量とまたそこに含まれる少量の汚染成分が処理されなければならないことを意味し、高いコストが発生する。したがって、実際には、この廃棄物は下水道システムを経由して排出されず、他の廃棄物と厳格に分離して排出される。現在、欧州廃棄物リストのEural コード１８とも呼ばれる特定医療系廃棄物（specific hospital waste（ＳＨＷ））は、特別な容器に入れられ、医療系廃棄物の焼却に適している特別な焼却炉で処分されなければならない。

上記で説明したように、療養施設は種々の廃棄物ストリームを生成する。そのうち一部の廃棄物ストリームは通常の下水道システム経由で排出され、他の廃棄物ストリームは分離して回収され、別の方法で排出される。

米国特許（登録）第６３５１８５８号

［発明が解決しようとする課題］
本発明は、廃棄物ストリーム処理をより効率的にすることを課題とし、その結果として、衛生状態を妥協することなく、療養施設のコストを削減できる。

本発明のもう１つの課題は、廃棄物ストリームの処理をより衛生的にすることである。

さらに、廃水の質を顕著に向上させる方法で、下水浄化設備により浄化される他の物質同様に、汚染され、毒性があり、薬剤、細菌及びウイルス性物質並びに／又はホルモン物質からの廃水の質を浄化することを課題とし、必要に応じて、地表水に排出される浄化水として十分な質を得ることもまた課題とする。

［課題を解決するための手段］
少なくとも、これらの課題の１つは、療養施設の現場の浄化システムを使用して、多種多様な廃棄物ストリームを処理する方法で達成される。前記廃棄物ストリームは、糞便や尿を実質的に含む少なくとも１つの第１廃棄物ストリームと、容器に収容され、薬剤及び／又は毒物を含有する廃棄物を実質的に含む第２廃棄物ストリームとを含んでいる。かかる方法は、
−第１廃棄物ストリームと第２廃棄物ストリームとをパイプシステムのパイプ経由で排出し、前記廃棄物ストリームを異なる現場のパイプシステムの各々のパイプに給送し、
−廃棄物及び容器を粉砕するための１又は２以上の粉砕装置に、廃棄物ストリームを通過させ、
−この方法で得られた廃棄物ストリームから実際の廃棄物と容器材料とを分離し、
−実際の廃棄物を浄化設備に給送し、その中に存在する液体成分を浄化する。

［発明の効果］
前記浄化システムは現場にあり、それは療養施設内又はその近辺にあり、さらに公の下水道システム又は地表水に容易に接続することができることを意味する。地表水への接続は、本発明による浄化システムの相当数の実施形態により生成される排出ストリームの汚染が極端に低いために可能となる。

本発明者らは、療養施設では通常厳格に分離されなければならない２つ以上の廃棄物ストリームを、一緒に処理し浄化することが容易に可能であるという驚くべき知見を得た。一旦この知見を発明者が得ると、廃棄物ストリームの共同処理が多くの利点を有することが明らかになった。例えば、第１廃棄物ストリームと第２廃棄物ストリームとが、いずれの廃棄物ストリームにとっても同じである、少なくとも１つの浄化装置を通過し、複数の実施形態において、廃棄物ストリームは同じ粉砕装置を通過することもできるので、かかる廃棄物ストリームの浄化にかかるコストを劇的に削減することができる。

異なる廃棄物ストリームを分離してパイプシステムに導入し、後のステップにおいてパイプシステム中で相互に混合させることができる。例えば、廃棄物ストリームの混合物に対して粉砕処理を実施することができるように、前記システムのインレットにおいて直接混合することが可能である。他の実施形態では、例えば、同じ粉砕装置に廃棄物ストリームが順次送り込まれるか、又は別々の粉砕装置に廃棄物ストリームが各々送り込まれるかされて、廃棄物ストリームは先ず分離して粉砕され、その後初めて、相互に混合される。次の分離段階は、異なる廃棄物ストリームの混合物に対して実施される。廃棄物ストリームの種類次第で、粉砕するステップを省略することもできる。例えば、シャワー及び／又は風呂の水を処理する際には、粉砕するステップを省略できる。

さらに、本発明によれば、容器及び実際の廃棄物を分離しない。つまり、糞便及び／又は尿は容器（室内用便器等）と共に排出され、それは容器のコストのかかる取扱いが完全に不必要になることを意味する。容器は使い捨てとして製造される。本発明によれば、異なる現場にある、例えば各々の部署の、パイプシステムに廃棄物を給送することが可能である。

第１のステップとして、廃棄物による閉塞の恐れがなく、廃棄物をリスクなしでパイプシステムに導入できるように、第１及び第２廃棄物ストリームがインレットにおいて直接粉砕される。

次に、異なるインレットからの廃棄物が、好ましくは中央位置で、分離処理に供される。この分離処理の間に、容器の材料が実際の廃棄物ストリームから分離される。尿、糞便、薬物等を含む、実際の廃棄物ストリームは、浄化設備に給送され、処理された後、浄水が得られ、必要に応じて再利用でき、少なくとも生活環境を破壊することなく、下水道システムに排出することができる。浄化設備は、生体膜リアクター、すなわち、放出された液体を膜濾過に供し、純度を保証するリアクターを含むことができる。堆積されたスラッジは、定期的に排出することができる。しかしながら、スラッジ量は非常に少なく、実質的なコストは発生しない。他の浄化技術を、生体膜リアクターを使用する浄化に追加、又は代替して使用することもできる。例えば、その技術は濾過に基づいてもよい。また、数個の濾過システムを連続使用することもできる。

使用された容器の材料が、実質上プラスチック材料からなる場合は、粉砕及び分離処理に続いてプラスチック材料を洗浄し、再利用するために排出することができる。このプロセスから生じる洗浄水を浄化設備に給送することができる。

容器の材料が、ポリラクチド（ＰＬＡ）に基づく物質等の生分解性物質を含む場合、実際の廃棄物からの分離後、浄化が同様に実施されることが好ましい。この場合もまた、洗浄水をバイオリアクターに給送することができる。その結果、比較的汚れていないＰＬＡを、発酵槽での発酵処理に供することができる。また、例えば、病院等のキッチンから出る廃棄物ストリームを給送することも可能である。この場合の廃棄物ストリームは、前もって粉砕しておくことが同様に好ましい。

発酵時には、固体／液体物質の両方並びにガスが放出される。このガスは、加熱目的、例えば、発酵槽を加熱及び／又は発電に使用することができる。かかる固体／液体物質は硬成分及び非硬成分に分離されることが好ましい。硬成分は堆肥にすることができ、非硬成分は浄化設備のインレットに給送することができる。本発明を使用して、連続した状態で廃棄物ストリームの処理が可能である。結果として生じた物質は、通常、効率的に再利用することができ、前記物質の処理に高いコストは発生しない。生体膜濾過、具体的には、限外濾過、ナノ濾過、浸透及び／又は超濾過が浄化設備において行われ、さらに酸化、ＵＶ濾過、活性炭濾過等の濾過技術が続いて行われることが好ましい。この付加的濾過の目的は、膜濾過にて取り除けなかった、例えば、重金属及び／又は毒物等の物質を除去することである。

本発明はまた、療養施設の多種多様の廃棄物ストリームを処理するための浄化システムに関し、かかる廃棄物ストリームが、実質的に糞便や尿を含む少なくとも１つの第１廃棄物ストリームと、実質的に容器に収容され、薬剤及び／又は毒物を含有する廃棄物を含む第２廃棄物ストリームとを含む。前記浄化システムは、療養施設の異なる現場に設置され、少なくとも第１及び第２排水ストリームのアウトレットに接続された、多数のインレットを有するパイプシステムを含む。１又は２以上の粉砕装置が、排出フローからの容器と廃棄物を粉砕するためにパイプ経由で各インレットに接続され、かかる粉砕装置のアウトレットが、廃棄物ストリームから実際の廃棄物と容器材料とを分離するための分離装置に接続され、浄化設備が実際の廃棄物の分離装置のアウトレットに接続されている。

本発明を、２つの典型的な形態を使用して、より詳細に以下に説明する。

非生分解性の容器を使用する本発明の第１の変形を示す。 生分解性の容器を使用する本発明の変形を示す。

図１の参照番号１は、本発明によるシステムの第１の変形を示す。かかるシステムは、療養施設又は病院、老人ホーム等の集中治療が行われる施設で使用されることが好ましい。

糞便等の廃棄物は介護中に生成され、様々な部署に位置するインレット２を経由して容器と共に排出される。パイプシステムは、廃棄物がそこを通って運搬されるインレットに接続されている。この文脈内の「パイプ」という用語は、管、シャフト、ダクト、導管等のいかなる形態も意味すると理解される。粉砕装置３は、インレット２のすぐ下流に位置する。粉砕後、廃棄物はパイプシステムを容易に通過することができる。異なるインレットが進入する中央分離装置４を設けることが好ましい。この分離装置において、実際の廃棄物（糞便等）は、容器、すなわち容器の材料から分離される。実際の廃棄物は、浄化設備５に給送される。大部分を占める液体物質（水分）は、さらなる分離の後、１５に排出され、必要に応じて再利用される。ちなみに、下水道システムへの排出は、環境を害さず、環境追徴課税を支払う必要はない。

容器材料のストリームは、浄化装置６に送られる。プラスチック材又は他の材料は、洗浄液によって処理される。例えば、洗浄水をアウトレット１５から流すこともできる。その後に、洗浄水は処理された材料と分離され、パイプ１４経由で浄化設備５に戻される。処理された容器の材料は、再利用のためにアウトレット７経由で排出される。

先行技術と対照的に、上記方法は、処理するのにコストが非常にかかる大量の汚染廃棄物を生じさせない。

図２は、本発明の変形を示す。この場合、かかるシステムは、参照番号３１により全体が示され、廃棄物はインレット３２経由で提供される。図１の形態と対照的に、廃棄物の容器部分は、紙状の材質等の生分解性材料やＰＬＡプラスチック等の生分解性のプラスチックを含む。これら容器は、上記の方法で粉砕装置３３にて粉砕され、中心にある分離装置３４に給送され、実際の廃棄物ストリームを再度容器の材料から分離する。実際の廃棄物ストリームは、浄化設備３５に給送され、このプロセスで放出される水が、再利用のためにアウトレット４５経由で排出される。

分離装置３４により放出された生分解性材料は、初めに浄化装置３６において、上記の方法で処理される。使用され、アウトレット４５から流出する洗浄水は、この場合も再度浄化設備３５に給送される。処理された容器材料は、パイプ３７経由で発酵槽３８に給送される。キッチンの廃棄物を、インレット３９とさらなる粉砕装置４０とを経由して、この発酵槽３８に給送することも可能である。

発酵槽３８における発酵は熱／ガスを生成し、その熱／ガスを、発酵槽における分解プロセス及び微生物の成長を促進するための発酵槽３８の加熱、及び／又は発電するのに使用することができる。固体／液体の廃棄物ストリームは、堆肥４２とするために硬成分を濾過で取り除き、排出する、分離装置４１に給送される。必要に応じて、加熱することにより硬成分中の細菌を無害にする、加熱のステップも実行する。液体を含む軟成分は、パイプ４３経由で浄化設備に給送される。

上記変形は、多くの変形が創意に基づけば可能であることを示している。段階の追加及び／又は省略が可能である。この全てが添付の請求の範囲に包含されており、主たる請求項とは別に、下位請求項の主題についての権利を明確に請求する。

上記において、廃棄物を含む容器の粉砕により得られる廃棄物ストリームについて言及した。しかしながら、記載された装置は、廃棄物ストリームのこの種類に限って処理すると限定していない。処理される廃棄物ストリームと共に、図２の参照番号４７に示されるシャワー、トイレ、キッチンからの水を通過させることも可能である。かかる装置は、パイプ４６を使用して、パイプシステムに接続されている。

実際に、療養施設で使用される、今まで下水道システムに排出されていた水は全て、この方法で処理することができる。既に記載した例の１つとして、シャワーの水がある。汗が薬剤若しくはホルモン廃棄物、又は他の有害廃棄物（化学毒性薬等）を含む患者がシャワーを浴びさせてもらったり、シャワーを浴びたりする際に、かかる物質はシャワーの水の中に入り込む。その後、本発明により、浄化設備において、同様に前記物質を除去することができる。

本発明は、上記の好ましい形態のみに限定されない。保護範囲は、多数の変更を可能にする以下の請求の範囲にて確定される。

Claims (22)

1. 療養施設の現場の浄化システムを使用して多種多様の廃棄物ストリームを処理する方法において、前記廃棄物ストリームが、実質的に糞便や尿を含む少なくとも１つの第１廃棄物ストリームと、容器に収容され、薬剤及び／又は毒物を含有する実質的に廃棄物を含む第２廃棄物ストリームとを含み、
   −第１廃棄物ストリームと第２廃棄物ストリームとをパイプシステムのパイプ経由で排出し、前記廃棄物ストリームを異なる現場のパイプシステムの各々のパイプに給送し、
   −廃棄物及び容器を粉砕するために、１又は２以上の粉砕装置経由で廃棄物ストリームを通過させ、
   −このようにして得られた廃棄物ストリームから実際の廃棄物と容器材料とを分離し、
   −実際の廃棄物を浄化設備に給送し、その中に存在する液体成分を浄化する
   方法。
2. 分離された容器材料を洗浄液で処理し、洗浄液を浄化設備に排出し、分離され、処理された容器材料を排出する、請求項１に記載の方法。
3. 排出され、処理された容器材料を発酵槽にて発酵させる、請求項２に記載の方法。
4. 廃棄物ストリームが、実質的にシャワー及び／又は風呂の水を含む第３廃棄物ストリームも含む、請求項１に記載の方法。
5. 廃棄物ストリームが、実質的に食品を含む第４廃棄物ストリームも含む、請求項１に記載の方法。
6. 異なる廃棄物ストリームを別々にパイプシステムに給送し、後で相互に混合する、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
7. 先ず第１及び第２廃棄物ストリームを粉砕し、次に粉砕された第１及び第２廃棄物ストリームを混合する、請求項６に記載の方法。
8. 第１及び第２廃棄物ストリームの粉砕に続き、粉砕された第１及び第２廃棄物ストリームを粉砕されていないさらなる廃棄物ストリームと混合する、請求項７に記載の方法。
9. 容器が生分解性材料を含み、浄化設備に給送される、請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
10. 容器の生分解性材料を浄化設備に給送する前に発酵させる、請求項９に記載の方法。
11. 第４廃棄物ストリームの発酵も含む、請求項１０に記載の方法。
12. 発酵時に生成した熱を、発酵タンクでの廃棄物ストリームの加熱及び／又は発電に使用する、請求項３、１０又は１１に記載の方法。
13. 発酵時に生成した廃棄物ストリームから硬成分を除去し、浄化設備に給送する、請求項３及び１０〜１２のいずれかに記載の方法。
14. 粉砕後、廃棄物中の非生分解性物質である材料と生分解性物質である材料とを分離し、バイオリアクター／発酵から生分解性物質を分離して排出する、請求項１〜１３のいずれかに記載の方法。
15. 廃棄物ストリームの液体成分の浄化が膜濾過を含む、請求項１〜１４のいずれかに記載の方法。
16. 多種多様の廃棄物ストリームを処理するための療養施設の浄化システム（１、３１）において、前記廃棄物ストリームが、実質的に糞便や尿を含む少なくとも１つの第１廃棄物ストリームと、容器に収容され、薬剤及び／又は毒物を含有する実質的に廃棄物を含む第２廃棄物ストリームとを含み、
    療養施設の異なる現場に設置することができ、少なくとも第１及び第２排出ストリームのアウトレットに接続されている、多数のインレット（２、３２）を有するパイプシステムと、
    排出フローからの容器と廃棄物を粉砕するために、パイプ経由で各インレットに接続されている１又は２以上の粉砕装置（３、３３）であって、そのアウトレットが、廃棄物ストリームからの実際の廃棄物と容器材料とを分離するための分離装置（４、３４）に接続されている粉砕装置と、
    実際の廃棄物の分離装置（４、３４）のアウトレットに接続されている浄化設備（５、３５）
    とを含む浄化システム。
17. 分離装置が、容器の材料を排出するさらなるアウトレットを有し、前記アウトレットが、分離された容器の材料を洗浄液で処理するために浄化装置に接続されている、請求項１６に記載の浄化システム。
18. 浄化装置が、浄化設備に廃棄物洗浄液を排出するための第１排出と、分離されて処理された容器の材料を排出するための第２排出とを備えている、請求項１７に記載の浄化システム。
19. 発酵槽（３８）が、容器材料の分離装置の第２アウトレットと接続されている、請求項１６、１７又は１８に記載の浄化システム。
20. 発酵槽が、実質的に食品を含む第４廃棄物ストリームのためのインレットを有する、請求項１９に記載の浄化システム。
21. 第３廃棄物ストリームを排出するために、パイプシステムが、特にシャワー及び／又はトイレ及び／又はキッチン等の水の消費装置（４６）と接続されたインレット（４７）を少なくともさらに１つ含む、請求項１６〜２０のいずれかに記載の浄化システム。
22. 分離された液体を排出する第１アウトレットとその廃棄物の残余を排出する第２アウトレットとを有する液体分離器（４１）が、発酵槽の内部又は下流に配置され、前記第１アウトレットが浄化設備（３５）と接続された、請求項１６〜２１のいずれかに記載の浄化システム。

Images