JP2011064538A - 固体状廃棄物の種類毎の存在割合算出方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】固体状廃棄物10の集合物に白色光を照射し、該廃棄物からの反射光スペクトルについて、赤色域から短波長赤外域までの複数の波長帯での反射率を、廃棄物の集合物に対応する測定領域内を平面的に走査しながら順次赤外分光センサ18を用いて遠隔測定し、走査間隔と測定間隔によって決まるエリア毎に、異なる波長帯の反射率の組み合わせを用いた正規化差分指標を計算し、正規化差分指標を予め設定した判定式に従って判定することで各エリア毎に廃棄物の種類を分類し、廃棄物種類毎に相当するエリアを抽出する。そして、廃棄物種類毎のエリアの面積を合算し、全エリアの総面積に対する比率を算出することで廃棄物の集合物全体における廃棄物種類毎の存在割合を算出する。
【選択図】図1
Description
NDTIij=(Ri −Rj )/(Ri +Rj )
ここで、Ri :i波長帯の反射率、Rj :j波長帯の反射率である。
得られた正規化差分指標を、予め設定した判定式に従って判定することで各エリア毎に廃棄物の種類を分類する。カメラで撮影した廃棄物の集合物の画像に、各エリア毎の廃棄物種類を重ね合わせて図1のCに示すように表示することができる。そして、廃棄物種類毎に相当するエリアを抽出し、廃棄物種類毎のエリアの面積を合算し、全エリアの総面積に対する比率を算出することで廃棄物の集合物全体における廃棄物種類毎の存在割合を算出することができる。例えば、クロスハッチングの部分が可燃ごみであるとすると、そのエリアを抽出し、全面積に対する割合を求めることで、可燃ごみの割合が算出される。
反射光スペクトルデータを、A1 ,A2 ,A3 ,・・・,Ai ,・・・,An (1≦i≦n)としたとき、微分を計算するためのデータ間の差をmで表すと、
1次微分は、Δ1 m,j=Aj −Am+j (1≦j≦n−m)
2次微分は、Δ2 m,j=Δ1 m,j−Δ1 m,m+j=Aj −2Am+j +A2m+j(1≦j≦n−m)
となる。このような方法で求めた微分値を用いて、次式で表される正規化微分指標(NDDI)を計算する。
NDDIn ij =(Δn i−Δn j)/(Δn i+Δn j)
R:赤色波長域(630nm〜690nm)
NIR:近赤外波長域(760nm〜860nm)
SWIR1:短波長赤外波長域(1600nm〜1700nm)
SWIR2:短波長赤外波長域(2145nm〜2185nm)
SWIR3:短波長赤外波長域(2185nm〜2225nm)
SWIR4:短波長赤外波長域(2235nm〜2285nm)
SWIR5:短波長赤外波長域(2295nm〜2365nm)
SWIR6:短波長赤外波長域(2360nm〜2430nm)
(1)第1判定式:NDTI62<0.2を満たさないものについては廃プラスチック類と判定する。
(2)第2判定式:NDTI1N>−0.2を満たさないものについては紙くず・繊維くず(可燃ごみ)と判定する。
(3)第3判定式:NDTIR1<−0.1を満たさないものについては不燃混合ごみ・金属くず(不燃ごみ)と判定する。
(4)第4判定式:NDTI51<−0.1を満たさないものについては土壌・コンクリート・アスファルト等(不燃ごみ)と判定する。
(5)第4判定式:NDTI51<−0.1を満たすものについては木くず・可燃混合ごみ(可燃ごみ)と判定する。
このようにして、測定エリア毎に、廃棄物を廃プラスチック類、可燃ごみ、不燃ごみ(金属くずを含むものと含まないもの)に分類できる。
(a)紙くず・繊維くずは、第5判定式:NDDI2 63 <1.5を満たさないものについては湿潤した紙くず・繊維くず(燃焼効率:小)、満たすものについては乾燥した紙くず・繊維くず(燃焼効率:大)と判定する。
(d)木くず・可燃混合ごみは、まず第6判定式:NDDI1 1N >−5.0を満たさないものについては湿潤した可燃混合ごみ(燃焼効率:小)と判定する。次に、第7判定式:NDDI2 63 >0.0を満たさないものについては乾燥した木くず(燃焼効率:大)と判定する。更に、NDDI2 63 <2.0を満たさないものについては乾燥した可燃混合ごみ(燃焼効率:大)、満たすものについては湿潤したあるいは異物が付着した木くず(燃焼効率:小)と判定する。このように、湿潤状態に応じて細かな分類ができる。
(b)不燃混合ごみ・金属くずは、第8判定式:NDDI1 51 <−15を満たさないものについては水や土が付着した金属くずまたは不燃混合ごみと判定し、満たすものについては洗浄不要の金属くずと判定する。
(c)土壌・コンクリート・アスファルトくずなどは、まず第9判定式:NDDI1 63 <10を満たさないものについてはアスファルトくずと判定する。次に、第10判定式:NDDI2 63 >0.5を満たさないものについては土壌と判定し、満たすものについてはコンクリートくずと判定する。このように、不燃ごみについても、細分化が可能である。
(1)まず、廃プラスチック類を焼却しない場合は、廃プラスチック類の割合が規定値以上であれば、再資源化処理の工程を決定し、再資源化処理を行う。
(2)次に、廃プラスチック類を焼却する場合は、可燃ごみと廃プラスチック類を合わせた可燃性廃棄物の割合を合算する。そして、可燃性廃棄物の割合が規定値以上であれば焼却処分する。湿潤状況の割合を算出して燃焼効率の大小を求め、焼却処理の優先順位を決定し、それに応じて焼却処理する。
(3)金属くずの割合が規定値以上であれば、洗浄不要な金属くずの割合を算出し、再資源化処理の工程を決定し、再資源化処理を行う。
(4)コンクリート・アスファルトくずの割合が規定値以上であれば、選別破砕を行う。
(5)それら以外のものは、そのまま埋め立て処分とする。
なお、上記の各既定値は、例えば60%程度が一応の目安となるが、施設の構造、処理・処分の状況などによって適切な値を設定することになる。
12 トラック
14 ハロゲン光源
16 カメラ
18 赤外分光センサ
20 センサ駆動機構
22 コンピュータ
Claims (4)
- 固体状廃棄物の集合物に白色光を照射し、該廃棄物からの反射光スペクトルについて、赤色域から短波長赤外域までの複数の波長帯での反射率を、廃棄物の集合物に対応する測定領域内を平面的に走査しながら順次赤外分光センサを用いて遠隔測定し、走査間隔と測定間隔によって決まるエリア毎に、異なる波長帯の反射率の組み合わせを用いた正規化差分指標を計算し、正規化差分指標を予め設定した判定式に従って判定することで各エリア毎に廃棄物の種類を分類し、廃棄物種類毎に相当するエリアを抽出し、廃棄物種類毎のエリアの面積を合算し、全エリアの総面積に対する比率を算出することで廃棄物の集合物全体における廃棄物種類毎の存在割合を算出することを特徴とする固体状廃棄物の種類毎の存在割合算出方法。
- 細分されたエリア毎に、廃棄物の種類を、正規化差分指標に基づき予め設定した判定式に従って、廃プラスチック類、可燃ごみ、金属ごみ、不燃ごみに分類し、それら廃棄物の種類毎の存在割合を求める請求項1記載の固体状廃棄物の種類毎の存在割合算出方法。
- エリア毎に、反射光スペクトルの1次微分値及び2次微分値を用いて1次と2次の正規化微分指標を計算し、予め設定した判定式に従って、可燃ごみを更に乾湿性状別に易燃性ごみと難燃性ごみとに細分し、可燃ごみを更にそれぞれ該当するエリア面積の総和により易燃性ごみ量と難燃性ごみ量の見積もりを行う請求項2記載の固体状廃棄物の種類毎の存在割合算出方法。
- 請求項1乃至3のいずれかに記載の固体状廃棄物の種類毎の存在割合算出方法を実施するための装置であって、
固体状廃棄物の集合物の上方に位置し、廃棄物の集合物に白色光を照射するハロゲン光源と、廃棄物の集合物を撮影するカメラと、廃棄物からの反射光スペクトルを遠隔測定する赤外分光センサと、該赤外分光センサを縦横平面的に移動するセンサ駆動機構と、赤外分光センサの位置データと測定データとで計算処理を行うコンピュータとを具備し、カメラ画像にエリア毎の正規化差分指標を重ね合わせて表示すると共に、前記コンピュータで各エリア毎に廃棄物の種類を分類し、廃棄物種類毎に相当するエリアを抽出し、廃棄物種類毎のエリアの面積を合算し、全エリアの総面積に対する比率を算出することで廃棄物の集合物全体における廃棄物種類毎の存在割合を算出するようにした固体状廃棄物の種類毎の存在割合算出システム。
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