JP2020523194A - 生物分解性都市廃棄物の廃棄物が出ない処理の装置の複合体及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】生物分解性都市廃棄物の廃棄物が出ない処理の装置の複合体及び方法【解決手段】生物分解性都市廃棄物の廃棄物が出ない処理のための装置の複合体は、ＢＭＷの投入（１）に粉砕機（２）が含まれ、そのアウトプットは衛生装置（３）又は乾燥ライン（５）に接続されるような方法で解決される。衛生装置（３）からのアウトプットは生物ガスプラント（４）の投入に接続される。生物ガスプラント（４）からのバルク中間体のアウトプットは、乾燥ライン（５）に接続される。乾燥ライン（５）のアウトプットは、バイオ石炭の第２産物アウトプット（７．１）をともなう熱分解装置（７）に接続されるか、又は圧縮機（８）に接続される。乾燥ライン（５）又は圧縮機（８）は、土壌基質の第１産物アウトプット（８．１）を有する。熱分解装置（７）から乾燥ライン（５）へは、生物栄養廃棄物の投入をともなう混合装置（６）を通る復帰ループを含み、それにより、乾燥ライン（５）の後に含まれる圧縮機（８）は、第３産物アウトプット（８．２）を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、生物分解性都市廃棄物（ＢＭＷ）の廃棄物が出ない処理の装置の複合体及び方法に関する。本発明は廃棄物処理の分野に入る。

生物分解性都市廃棄物には、家庭由来のケータリング生物廃棄物及びケータリング施設も含まれる。これらには、果物及び野菜の洗浄の残り、調理された食事の残り、その他がある。量的な観点から、ケータリング及びレストランの生物廃棄物は、混合された都市廃棄物の最も重要な構成要素である。発生の時刻によって、それは重量割当で３０から４５パーセントを構成する。分別された収集物の構成要素は、異物により余分な汚染を避けるように、その起源ですでに無条件で分類されなければならない。この廃棄物は緊急の処理が必要である。それは非常に高密度材料であり、そして空気の浸透を改善するために堆肥化の時に増量剤（たとえば藁又は木のチップ）を混ぜ合わせなければならない。特に堆肥化の初期の段階で、頻繁な切返しが必要である。廃棄物を腐敗させる際に、それは空気を強く要求し、そして早く発酵の嫌気性段階に移行する。したがって、それは嫌気性消化にも使われる。それは１年を通じて行われる。動物由来又は植物及び動物材料の混合物のケータリング廃棄物からの堆肥化及び生物ガス生産において、委員会規則（ＥＣ）Ｎｏ.１７７４／２００２により示される規定に従うことが必要である。

生物分解性都市廃棄物は、いわゆる衛生化（ｈｙｇｉｅｎｉｓａｔｉｏｎ）により処分できる。それは病原性微生物が高い温度及び時間の影響により除かれる、又はかなり削減される処理であり、そしてそれゆえまた、健康リスクはこの生物廃棄物から作られる産物の適用と関連する。

動物副産物の委員会規則（ＥＣ）Ｎｏ.１７７４／２００２は、２００４年５月にスロバキア共和国がＥＵに加盟したことにより国内での適用が始まった。この規則は、人間による消費を意図しない動物副産物に関連した健康規則を制定した。当該規則はこれら産物の扱いのために規定を制定し、飼料規則を強化して、さらにより高度な規制をもたらした。当該規則は国内法に組込まれず直接適用され得る。この規則は、堆肥化及び生物ガスプラントにおける動物副産物を含む材料の処理の規定も定める。同様に、当該規則は以下のケータリング廃棄物に適用される。
・ 国際的に運営される輸送手段由来であること
・ 動物給餌を対象としていること
・ 生物ガス又は堆肥化プラントで使用することを対象としていること
規則（ＥＣ）Ｎｏ.１７７４／２００２は、衛生上のリスクにより、有機材料を３つのカテゴリーに区分する。
カテゴリー１材料−これは、とりわけ国際的に運営される輸送手段からのケータリング廃棄物を含む：
カテゴリー２材料−これは、とりわけ肥料及び消化管内容物：
カテゴリー３材料−これは、とりわけ（以下を）含む：
−脱脂された骨及び脂肪かすを含む、人間による消費を意図とした産物の生産に由来する動物副産物
−ケータリング廃棄物以外の商業的理由のため、又は製造、又は梱包時の欠陥の問題のために、もはや人間による消費を意図しなくなった動物由来の元の食品
−国際的に運営される輸送手段からの廃棄物以外のケータリング廃棄物

より高次なカテゴリーの少量の材料さえ、より高次なカテゴリー分類を意味し、従って
、この材料を取扱うためのより厳しい条件をも意味する。

カテゴリー１の材料は処分されなくてはならず、リサイクル技術は認められない。カテゴリー２の材料のいくらかは、嫌気性消化及び堆肥化も可能であり、それらは全てのカテゴリー３の材料においても可能である。

ＢＭＷを処理するとき、規則（ＥＣ）Ｎｏ.１７７４／２００２で課された衛生化（ｈｙｇｉｅｎｉｓａｔｉｏｎ）要件を考慮し、粒子の最大寸法が１２ｍｍとなるように廃棄物を挽く必要があり、そして廃棄物は６０分間７０℃を超えたままにしなければならない。

上記により、規則（ＥＣ）Ｎｏ.１７７４／２００２の要件から、ケータリング廃棄物の堆肥化は、自動温度測定を備えた閉鎖されたバイオリアクター内で唯一可能であるという結果になる。ケータリング廃棄物の消化は、衛生化（ｈｙｇｉｅｎｉｓａｔｉｏｎ）等級をともなう生物ガスステーションでのみ可能である。現在、給餌用のケータリング廃棄物を提供する、廃棄物製造者は、来るべき時代にこれらの廃棄物の新しいリカバリー方法、又は廃棄方法を模索する必要がある。これは、いくつかの堆肥化プラント及び生物ガスステーションにとって処理用の廃棄物を得る機会となる。廃棄物は、高い衛生化（ｈｙｇｉｅｎｉｓａｔｉｏｎ）要件を必要とするが、同時にこの廃棄物の使用料金は他の廃棄物の使用料金より著しく高くするべきである。当該規則の要件は、ケータリング廃棄物を含む分別収集で集められた都市生物廃棄物を使用する既存の堆肥化プラントによって順守されなければならない。これは、スロバキア共和国内における生物廃棄物の分別収集システム大多数に関連する。ケータリング廃棄物を使用するための増加したコストは、この廃棄物の増加した使用料金であるため、廃棄物製造者により支払われなければならない。

上記に基づき、この問題を解決するための努力がなされ、そしてこの努力の結果は、提出された発明に従う、生物分解性都市廃棄物の廃棄物が出ない処理のための装置の複合体及び生物分解性都市廃棄物の廃棄物が出ない処理方法の設計である。

上記の欠点は、提出された発明に従う生物分解性都市廃棄物の廃棄物が出ない処理のための装置の複合体及び生物分解性都市廃棄物の廃棄物が出ない処理方法により、実質的に除去される。生物分解性都市廃棄物の廃棄物が出ない処理のための装置の複合体の基本構成の実体は、ＢＭＷの装置の複合体の最初の投入に、粉砕機が含まれると、そのアウトプットは制御された方法で、衛生装置（ｈｙｇｉｅｎｉｓｅｒ）又は乾燥ラインに接続されるという事実にある。衛生装置（ｈｙｇｉｅｎｉｓｅｒ）からのバルク中間体のアウトプットは生物ガスプラントの投入に接続される。生物ガスプラントからのバルク中間体のアウトプットは、乾燥ラインに接続される。乾燥ラインのアウトプットは、バイオ石炭の第２産物アウトプットを備えた熱分解装置に接続されるか又は、圧縮機に接続される。それにより、乾燥ライン又は圧縮機は、土壌基質の第１産物アウトプットを有する。そして、圧縮機はペレット化された土壌基質の第１産物アウトプットを有する。

生物分解性都市廃棄物の廃棄物が出ない処理のための装置の複合体は、熱分解装置から乾燥ラインへのさらなる原料投入により拡張でき、そこには生物栄養廃棄物の投入をともなう混合装置を通る復帰ループを備える。そして、乾燥ライン又は圧縮機は、土地改良基質の第３産物アウトプットを有する。さらに圧縮機は、ペレット化された土地改良土壌基質の第３産物アウトプットを有する。

生物分解性都市廃棄物の廃棄物が出ない処理のための装置の複合体は、生物ガスプラントからの熱エネルギーアウトプット及び／又は電気エネルギーアウトプット及び／又は生物ＣＮＧエネルギーアウトプットを有する。

上記装置の複合体では、生物分解性都市廃棄物の廃棄物が出ない処理方法が実現され、その実体の特徴は順に記載される。生物分解性都市廃棄物の廃棄物が出ない処理方法では、処理される材料を準備することも重要である。処理された廃棄物は樽に集められ、その結果、生物分解性都市廃棄物の最初の原料投入に供給され、そこで粉砕機での粉砕作業により、粒子の最大寸法が１２ｍｍの断片に粉砕される。また、どの作業が次に続くかは、ＢＭＷの構成に依存する。

ＢＭＷが景観デザインに由来する葉、切断された枝か灌木などのファイトマス（ｐｈｙｔｏｍａｓ）のみに由来する植物廃棄物で構成される場合、投入された粉砕生物分解性都市廃棄物をアウトプット産物はすでにバルクの形態である乾燥土壌基質へと乾燥作業を続ける。乾燥土壌基質のペレット化の作業が乾燥作業の後に含まれる場合、第１アウトプット産物はペレット化された土壌基質である。

上述の技術は、乾燥土壌基質がバイオ石炭の第２アウトプット産物をともなう次の炭化作業に進むように拡張することができる。

ＢＭＷがジャガイモ、野菜又はキュウリの皮、野菜の最上部などのファイトマス（ｐｈｙｔｏｍａｓ）のみに由来する植物廃棄物、そしてまた、ケータリングやレストランの廃棄物からの肉料理の残渣などの動物廃棄物−バイオマスで構成される場合、粉砕されたＢＭＷが混合中に６０分間、７０℃を超える温度にさらされ衛生化（ｈｙｇｉｅｎｉｓａｔｉｏｎ）作業が続く。衛生化（ｈｙｇｉｅｎｉｓａｔｉｏｎ）の結果は、衛生処理された（ｈｙｇｉｅｎｉｓｅｄ）バイオマスの中間体である。衛生処理された（ｈｙｇｉｅｎｉｓｅｄ）バイオマスは、後続のバイオマスガス化作業にて処理され、その廃棄物中間体は消化物（分離物）となる。バイオマスガス化の主な産物は、乾燥作業で使用可能な熱、生物分解性都市廃棄物の廃棄物が出ない処理のための装置の複合体の少なくともいくつかの装置に電力供給するために使用される電気及び生物ＣＮＧガスアウトプットである。廃棄物の中間体消化物（分離物）は、乾燥機に供給され、乾燥作業によりアウトプット産物としてすでにバルクの形態である乾燥土壌基質へと乾燥処理される。乾燥作業後に乾燥土壌基質のペレット化作業が含まれる場合、第１アウトプット産物はペレット化された土壌基質である。

上述の技術は、乾燥土壌基質がバイオ石炭の第２アウトプット産物をともなう次の炭化作業に進むように拡張することができる。

さらに拡張された技術では、バイオ石炭の第２アウトプット産物は第２投入からの生物栄養廃棄物をともなう次の混合作業に進む。ここで、混合の中間体は乾燥土地改良土壌基質のアウトプットをともなう乾燥作業に供給される。乾燥土地改良土壌基質がペレット化作業に付される場合、ペレット化された土地改良土壌基質の第３アウトプット産物が得られる。

本発明による生物分解性都市廃棄物の廃棄物が出ない処理のための装置の複合体及び生物分解性都市廃棄物の廃棄物が出ない処理方法の利点は、それら自身が、外面上表す効果から明らかである。一般に、提出された装置の複合体の独創性は衛生化（ｈｙｇｉｅｎｉｓａｔｉｏｎ）等級をともなうＢＭＷ処理の規則（ＥＣ）Ｎｏ１７７４／２００２の要件が満たされていると同時に、バルク土壌基質又はペレット、バルク土地改良土壌基質又はペレット及びバイオ石炭などの広い範囲のアウトプット産物が得られるという事実にある
と言える。同時に、熱エネルギーアウトプット及び／又は電気エネルギーアウトプット及び／又は生物ＣＮＧエネルギーアウトプットが作成される。

本発明による解決策の主題は、図面においてより詳細に明らかにされる。
図１は、生物分解性都市廃棄物の廃棄物が出ない処理のための装置の複合体である。 図２は、装置の複合体における生物分解性都市廃棄物の廃棄物が出ない処理方法を示すブロック図である。

本発明による個々の実施形態は例示であり、技術的解決策を限定するものでないことを理解されたい。当業者は、通常の実験のみを用いて、本発明の特定の実施形態に対する多くの同等物を発見又は確認することができるであろう。また、そのような同等物は、以下の特許請求の範囲内に収まるであろう。
当業者にとって、構造の最適な設計及びその要素の選択を行うことは問題ではないであろう。そのために、これらの特徴については詳しく説明していない。

実施例１
この特定の実施形態の例では、図１に示すように、本発明による生物分解性都市廃棄物の廃棄物が出ない処理のための装置の複合体の最小構成が記載されている。これは、装置の複合体へのＢＭＷの最初の投入１から構成され、これには、粉砕機２が含まれ、そのアウトプットは制御された方法で衛生装置（ｈｙｇｉｅｎｉｓｅｒ）３又は乾燥ライン５に接続される。衛生装置（ｈｙｇｉｅｎｉｓｅｒ）３からのバルク中間体のアウトプットは生物ガスプラント４の投入に接続される。生物ガスプラント４からのバルク中間体のアウトプットは、乾燥ライン５に接続される。乾燥ライン５のアウトプットは、バイオ石炭の第２産物アウトプット７．１を備えた熱分解装置７に接続されるか、圧縮機８に接続される。それにより、乾燥ライン５又は圧縮機８は、バルク又はペレット化された土壌基質の第１産物アウトプット８．１を有する。生物分解性都市廃棄物の廃棄物が出ない処理のための装置の複合体は、生物ガスプラント４からの熱エネルギーアウトプット４．１及び／又は電気エネルギーアウトプット４．２及び／又は生物ＣＮＧエネルギーアウトプット４．３を有する。

実施例２
この特定の実施形態の例では、本発明による生物分解性都市廃棄物の廃棄物が出ない処理のための装置の複合体の完全な構成が記載されている。これは、実施例１に記載した最小構成から導き出され、そして以下の記載のように拡張される。生物分解性都市廃棄物の廃棄物が出ない処理のための装置の複合体は、熱分解装置７から乾燥ライン５へのさらなる原料投入により拡張でき、そこには、動物性肥料などの生物栄養廃棄物の投入１０をともなう混合装置６を通る復帰ループが含まれる。次いで、乾燥ライン５又は圧縮機８はバルクの又はペレット化された土地改良基質の第３産物アウトプット８．２を有する。

実施例３
この特定の実施形態の例では、実施例１に記載した、上述の生物分解性都市廃棄物の廃棄物が出ない処理のための装置の複合体において作動する本発明に従い、生物分解性都市廃棄物の廃棄物が出ない処理の限定された方法が記載される。本発明による方法では、処理された廃棄物は樽に集められ、その結果、生物分解性都市廃棄物ＢＭＷの最初の原料投入１に供給され、そこで粉砕機での粉砕作業Ａにより、粒子の最大寸法が１２ｍｍの断片に粉砕される。

ＢＭＷが景観デザインに由来する葉、切断された枝か灌木などのファイトマス（ｐｈｙｔｏｍａｓ）のみに由来する植物廃棄物で構成される場合、投入された粉砕生物分解性都市廃棄物をアウトプット産物としてすでにバルクの形態である乾燥土壌基質へと乾燥作業を続ける。乾燥土壌基質Ｄ．１のペレット化の作業Ｅが乾燥作業Ｄの後に含まれる場合、第１アウトプット産物はペレット化された土壌基質Ｄ．１−１である。

上述の技術は、乾燥土壌基質Ｄがバイオ石炭の第２アウトプット産物Ｆ．１−１をともなう次の炭化作業Ｆに進むように拡張することができる。

ＢＭＷがジャガイモ、野菜又はキュウリの皮、野菜の最上部などのファイトマス（ｐｈｙｔｏｍａｓ）のみに由来する植物廃棄物、そしてまた、ケータリングやレストランの廃棄物からの肉料理の残渣などの動物廃棄物−バイオマスで構成される場合、粉砕されたＢＭＷが混合中に６０分間、７０℃を超える温度にさらされ衛生化（ｈｙｇｉｅｎｉｓａｔｉｏｎ）作業Ｂが続く。衛生化（ｈｙｇｉｅｎｉｓａｔｉｏｎ）の結果は、衛生処理された（ｈｙｇｉｅｎｉｓｅｄ）バイオマスの中間体Ｂ．１である。衛生処理された（ｈｙｇｉｅｎｉｓｅｄ）バイオマスは、後続のバイオマスガス化作業Ｃにて処理され、その廃棄物中間体Ｃ．１は消化物（分離物）となる。バイオマスガス化の主な産物は、例えば乾燥作業Ｄで使用可能な熱Ｈ．１、生物分解性都市廃棄物の廃棄物が出ない処理のための装置の複合体の少なくともいくつかの装置に電力供給するために使用される電気Ｈ．２及び生物ＣＮＧ Ｈ．３ガスである。廃棄物の中間体Ｃ．１消化物（分離物）は、乾燥機に供給され、乾燥作業Ｄによりアウトプット産物としてすでにバルクの形態である乾燥土壌基質Ｄ．１へと乾燥処理される。乾燥作業Ｄ後に乾燥土壌基質Ｄ．１のペレット化作業Ｅが含まれる場合、第１アウトプット産物Ｄ．１−１はペレット化された土壌基質である。

上述の技術は、乾燥土壌基質Ｄ．１がバイオ石炭の第２アウトプット産物Ｆ．１−１をともなう次の炭化作業Ｆに進むように拡張することができる。

実施例４
この特定の実施形態の例では、実施例３で上述した方法で作動する、本発明による生物分解性都市廃棄物の廃棄物が出ない処理の完全な方法は、以下に記述されるように拡張される。バイオ石炭の第２アウトプット産物Ｆ．１−１は、第２投入１０からの生物栄養廃棄物をともなう混合を行う次の混合作業Ｇに進み、ここで混合の中間体Ｇ．１は、乾燥土地改良土壌基質Ｄ２のアウトプットをともなう乾燥作業Ｄに供給される。乾燥土地改良土壌基質Ｄ．２がペレット化作業Ｅに付されると、ペレット化された土地改良土壌基質の第３アウトプット産物Ｄ．２−１が得られる。

本発明による生物分解性都市廃棄物の廃棄物が出ない処理の装置の複合体及び方法の産業上利用可能性は、特にＢＭＷ処理の分野に入る。

Claims (8)

1. ＢＭＷの投入（ｉｎｐｕｔ）（１）に粉砕機（２）が含まれ、そのアウトプットは衛生装置（ｈｙｇｉｅｎｉｓｅｒ）（３）又は乾燥ライン（５）のいずれかに接続され；衛生装置（ｈｙｇｉｅｎｉｓｅｒ）（３）からのアウトプットは生物ガスプラント（４）の投入（ｉｎｐｕｔ）に接続され；生物ガスプラント（４）からのバルク中間体のアウトプットは乾燥ライン（５）に接続され；乾燥ライン（５）のアウトプットはバイオ石炭の第２産物アウトプット（７．１）を備える熱分解装置（７）に接続されるか、又は圧縮機（８）いずれかに接続され；それにより乾燥ライン（５）又は圧縮機（８）は土壌基質の第１産物アウトプット（８．１）を含むことを特徴とする生物分解性都市廃棄物の廃棄物が出ない処理のための装置の複合体。
2. 熱分解装置（７）から乾燥ライン（５）に、生物栄養廃棄物の投入（ｉｎｐｕｔ）（１０）をともなう、混合装置（６）を通る復帰ループを含み、それにより乾燥ライン（５）の後に含まれる、圧縮機（８）は第３産物アウトプット（８．２）を含むことを特徴とする請求項１記載の生物分解性都市廃棄物の廃棄物が出ない処理のための装置の複合体。
3. 生物ガスプラント（４）は熱エネルギーアウトプット（４．１）及び／又は電気エネルギーアウトプット（４．２）及び／又は生物ＣＮＧエネルギーアウトプット（４．３）を含むことを特徴とする請求項１記載の生物分解性都市廃棄物の廃棄物が出ない処理のための装置の複合体。
4. ＢＭＷの第１投入（ｉｎｐｕｔ）（１）に生物分解性都市廃棄物の粉砕作業（Ａ）が含まれ、下記のいずれかに続くことを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか一項に記載の生物分解性都市廃棄物の廃棄物が出ない処理の方法。
   −衛生処理された（ｈｙｇｉｅｎｉｓｅｄ）バイオマスの中間体（Ｂ．１）をともなう粉砕生物分解性都市廃棄物の衛生化（ｈｙｇｉｅｎｉｓａｔｉｏｎ）の作業（Ｂ）は、さらに消化物の中間体（Ｃ．１）をともなうバイオマスガス化作業（Ｃ）にて処理され、そしてさらに乾燥土壌基質（Ｄ．１）への乾燥作業（Ｄ）にて処理されることを含む。
   −又は、投入（ｉｎｐｕｔ）された粉砕生物分解性都市廃棄物の乾燥土壌基質（Ｄ．２）への乾燥作業（Ｄ）に続くことを含む。
5. 乾燥作業（Ｄ）の後に、ペレット化された土壌基質の第１アウトプット産物（Ｄ．１−１）への乾燥土壌基質（Ｄ．１）のペレット化作業（Ｅ）が続くことを特徴とする請求項４記載の生物分解性都市廃棄物の廃棄物が出ない処理の方法。
6. 乾燥土壌基質（Ｄ．１）は、バイオ石炭の第２アウトプット産物（Ｆ．１−１）をともなう次の炭化作業（Ｆ）に進むことを特徴とする請求項４記載の生物分解性都市廃棄物の廃棄物が出ない処理の方法。
7. 生物分解性都市廃棄物の廃棄物が出ない処理の方法であって、バイオ石炭の第２アウトプット産物（Ｆ．１−１）が、第２投入（ｉｎｐｕｔ）（１０）からの生物栄養廃棄物をともなう次の混合作業（Ｇ）に進み、ここで、混合の中間体（Ｇ．１）は、乾燥土地改良土壌基質（Ｄ．２）のアウトプットをともなう乾燥処理（Ｄ）に供給されることを特徴とする請求項４乃至請求項６のうちいずれか一項に記載の生物分解性都市廃棄物の廃棄物が出ない処理の方法。
8. 乾燥作業（Ｄ）の後に、ペレット化された土地改良土壌基質の第３アウトプット産物（Ｄ．２−１）への乾燥土地改良土壌基質（Ｄ．２）のペレット化作業（Ｅ）が続くことを特徴とする請求項７記載の生物分解性都市廃棄物の廃棄物が出ない処理の方法。

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