JP4397971B2 - 廃棄物混合物の分離方法 - Google Patents

Description

本発明は、廃棄物混合物の分離方法に関する。
廃棄物混合物は、適当な方法で様々な分別物（fraction）を捨てられるように分離されるべきである。施すべき分離方法は、混合物を可能な限り別々のタイプの物質に分離することを目的とする。しかしながら、廃棄物混合物は分離するのが著しく困難な物質を含んでいる。廃棄物の組成は絶えず変化し、分離する前に、多成分混合物である“廃棄物”の異成分を部類分けできるような方法を必要とする。物質の密度により区分し、輸送媒体は気体でも液体でもよい。
これまでに知られている方法及び装置は、分離される物質に要求される純度が増加するにつれて、より高価になってきている。物質の用途は、物質の純度及び新しい原料との競争において定まる市価により制限されている。
自治体の廃棄物を処理する場合、廃棄物集積場に持っていくか又は焼却して集積場に持っていくべきである残存分別物が残っている。将来の規制により、廃棄物集積場における処理では残留有機含有量を、建築物廃棄物において３％未満及び家庭廃棄物において５％未満にする。これを達成するために、腐食物質を放出する危険性も存在するものの、不活性物質の選択及び可燃物の処理を行わなければならない。
これまで実際に行われてきた、堆積物の分離による有用な物質を除去した後の廃棄物の生物学的−機械的処理は、廃棄物中の有機物質を減らすことを主な目的とし、このようにして残留有機物質に要求される値である３％及び５％に近づけてきた。しかしながら、この結果、分解するのが困難な有機物質の生物学的分解は非常にゆっくりとしか起こらず（６〜８か月）、この期間中の廃棄物を専門的なチェック及びコントロールに供するためには、プラントは相当なスペースを必要とする。この後、公知の分級処理により物質の分離が湿潤状態（約３５％）で部分的に行われる。
WLB Wasser,Luft and Boden,11-12,1995,60頁には、有機物の廃棄物を使用する機械的−生物学的処理のための方法が示されている。これは、腐敗ドラム中で多段階集約的な腐敗（intensive rot）により行われる機械的−生物学的、好気性廃棄物処理である。
DE-OS 44 34 611には、供給されるゴミをスクリーンし、粉砕し及び均質化することによる、廃棄物の生物学的機械的処理方法が開示されている。次に、ゴミを腐敗状態で生物学的分解方法に供する。腐敗させた後、腐敗物を有機物質と無機物質とに分離する。
DE-PS 32 48 494には、ゴミ焼却プラント用燃料の製造方法が開示されている。有害物質を含有せず、かつ発熱量を向上させた燃料の製造を可能にするために、家庭ゴミをまずスクリーニングドラム中でオーバーフローに分離し、物質をスクリーンを通して通過させる。そのオーバーフローを金属分離に供する。バイオリアクター中でコンポスト（compost）した後、スクリーンを通過させた物質を第二のスクリーンドラム中で、コンポストとして得られる微細分別物及びオーバーフローに分離する。
本発明により解決される課題は、確実に、廃棄物に含まれる不燃物が焼却プラントに持ち込まれることなく、かつ有機物質を３％又は５％より多く含有する状態で廃棄物集積場にも運ばれることのない、上述したタイプの方法を提案することからなる。
第一の提案により、この課題は請求項１記載の特徴的な構成により解決される。もし、粉砕及び／又は均質化の後が適当であるならば、混合物を生物学的に処理、すなわち強制的に換気しながらコンポスト及び／又は安定化する。これは、密閉容器で行うのが好ましい。この後、そのようにして処理した混合物の成分を可燃物と不燃物とに分離する。分離は、不燃物が有機物質を５％未満含有するように行う。生物学的処理、還元すれば、コンポスト及び／又は安定化を、いわゆる集約的な腐敗の形態で行うのが好ましい。この集約的な腐敗は、５〜１０日間行うのが好ましく、さらに好ましくは６〜８日間、さらに好ましくは７日間行うのが好ましい。材料は、集約的な腐敗の最後において乾燥しているのが好ましい。つまり、集約的な腐敗は乾燥により終了するのが好ましい。そのようにして分離した不燃物は、不活性物質とも称することができ、鉱物質及び／又は鉄金属及び／又は非鉄金属を含有することができる。
さらに有利な態様がサブクレームに記載されている。
分別物の分離は、スクリーニングにより行うのが好ましい。分別物の分離を、スクリーニングに代えて又はスクリーニングに加えて行うことができるが、スクリーニングの後に空気分離を行うのが好ましい。これに代えて又はこれに加えて、分別物の分離を液体分級により行うことができる。液体分級は、スクリーニング及び／又は空気分離の後に行うのが好ましい。
さらに有利な態様は、生物学的処理及び粉砕及び／又は均質化の前に混合物をリサイクルすることを特徴とする。これに代えて又はこれに加えてスクリーニング後の物質として該混合物を利用するのが特に有利である。従って、混合物のリサイクルは、スクリーニングの後に行うのが好ましく、さらに好ましくは生物学的処理及び粉砕及び／又は均質化の前に行う。
本発明の方法は、廃棄物混合物の生物学的処理のための装置で行うことができる。装置は、強制的換気装置を備えた密閉容器及びそれに続く可燃物と不燃物への混合物の分離のための機器、好ましくはスクリーニング機器及び／又は空気セパレータ及び／又は液体分級装置からなる。
粉砕装置及び／又は均質化装置を使用するのが好ましい。物質をリサイクルするための装置を備えるのもまた有利である。
分離プロテクションが請求の範囲に記載されている、上述の課題のさらなる解決手段は、請求項５記載の特徴的な構成からなる。混合物成分を、均質化の後が適当である場合、可燃物と不燃物とに分離する。この後、可燃物を生物学的に処理し、すなわち、強制的に換気しながらコンポスト及び／又は安定化する。これは、密閉容器中で行うのが好ましい。分別物の分離は、不燃物が有機物質を５％未満含有するように行う。
分別物の分離は、好ましくは浮沈セパレータ（sink-swim separator）により行うのが好ましい。
さらに、可燃物と不燃物とに分離する前に、混合物を粉砕及び／又は均質化するのが有利である。
本発明の方法は、廃棄物の混合物を分離するための装置で行うことができる。装置は、混合物を可燃物と不燃物とに分離するための機器、好ましくは浮沈セパレータ及び可燃物を生物学的に処理するための装置、すなわち強制的換気装置を付けた密閉容器からなる。さらに、粉砕装置及び／又は均質化装置を備えているのが好ましい。
本発明の両解決手段により、廃棄物に含まれる不燃物（例えば、石、セラミックス、砂、ガラス、金属及び他の重い物質）は、焼却プラントにも持ち込まれないし、かつ有機物含有量が３％（建材廃棄物）及び５％（家庭用廃棄物）を越える状態で廃棄物集積場にも運ばれることなく、及び可燃物中の不燃物が１０重量％未満に減少するという事実となる。これにより、本発明の解決手段により達成できる最大限の分離精度により、確実に、湿気及び生物学的に容易に分解できる有機物質を廃棄物から除去する。
本発明の方法を行う場合、公知の方法のプラント及び廃棄物の分離装置、特に、スクリーンユニット、空気分離ユニット、重力分離ユニット、回転分離ユニット及び／又はフローテーション分離ユニットを備えたプラントを使用することができる。
本発明の解決手段により、乾燥分級及び液体分級を組み合わせることにより乾燥した廃棄物（該廃棄物は残留水分が１５％未満まで乾燥しているのが好ましい）から容易に分解し得る有機物質の生物学的分解の前及び／又は後に、今までよりもずっと短い時間で（約１週間）不活性及び有機物質を分離するのが可能になる。さらに、あちこち移動するものであれば、不溶性の状態で物質に結合している有害物質を固定化してリンス処理中にそれらを除去し、機械的−生物学的手段により分離した後に、濃縮状態で液体媒体から別々に処理することができる。
添付の図面により本発明の実施例を以下に具体的に記載する：
図１は、本発明の第一の提案に基づく方法及び装置の略図の例を示す。
図２は、本発明の第二の提案に基づく方法及び装置の略図の例を示す。
図１により具体的に示される実施例において、廃棄物、換言すれば廃棄物混合物を粉砕及び均質化する。この後に“生物学的乾燥”が続く。これは、強制的に換気をしながら密閉容器中でコンポスト及び／又は安定化することを含み得る。このようにして得られた物質をスクリーニングに供する。微細分別物及び中粒分別物を空気セパレータに供する。微細分別物及び中粒分別物の空気分離を別々に行うことができる。空気分離により乾燥有機微細分別物及び乾燥可燃安定化分別物が生じる。他の分別物を液体分級に供する。液体分級処理を、スクリーニング及び生物学的乾燥安定化のための分離プラントの後に行う。液体分類処理により、湿った不活性分別物が生じる。液体を、水処理ユニットにより循環させる。液体分級処理及び水処理により木材及び有機物質を含有する湿った分別物を分離する。
スクリーニング中に分離した粗粒分別物を乾燥可燃物（安定化物）及び乾燥不活性分別物に分離する。乾燥可燃物（安定化物）はまた乾燥有機微粒分別物を含む。
スクリーニング後、リサイクルを粗粒分別物（乾燥不活性分別物及び乾燥可燃安定化分別物）において行った。リサイクルを粉砕及び均質化の前にも行うことができる。リサイクルは、回転分離、手動分級、磁気分離、目視による分離又は幾つかの他の適当な方法により行う。
図２により具体的に示した実施例において、未処理の廃棄物（未処理の廃棄物混合物）を最初に全て粉砕及び均質化し、続いて浮沈セパレータに供する。そこで分離された沈殿物が、湿った不活性物質の分別物を形成する。この分別物をリンス処理に供すると、どのような規制もなく廃棄物集積場に供することができる洗浄した不活性物質の湿潤分別物が得られる。
懸濁した物質を浮沈セパレータにより分離、リンス処理中に分離した物質を第一プレスに供する。そこで作られる水を浮沈セパレータに戻す。該物質を第一プレスから第一密閉腐敗容器に供し、そこで強制的に換気しながらコンポスト及び生物学的に乾燥する。これにより、土壌改質剤製造用又は燃料として使用することができる洗浄した有機物質の乾燥分別物が生じる。
浮沈セパレータで分離される浮遊物質を第二プレスに供し、そこから第二密閉腐敗容器に供し、そこで強制的に換気しながらコンポスト及び生物学的に乾燥し、焼却及び／又は廃棄物集積場に供するのに適当である廃棄物及び安定化物の乾燥分別物を生成する。該処理及び腐敗容器において生じる水を処理して浮沈セパレータに戻す。水処理を好気的及び／又は嫌気的に行うことができる。
図２は、容易に分解できる有機物質の生物学的分解の前に行われる分級処理を示す。図２と図１との差は、容易に分解できる有機物質の生物学的分解及び乾燥安定化物のスクリーン−空気分級後に生成する部分流（part flow）（約０〜４０ｍｍから０〜６０ｍｍ）のみが、図１の液体分級を通して採取されるという事実からなる。図２の場合、廃棄物は全て、生物学的乾燥を行う前に液体分級を通して採取される。どの方法が選ばれるかは、未処理の廃棄物の湿度及び／又は粒度に依存する。微生物学的分解は所定の湿度を前提とし、かつこの湿度は廃棄物中に十分な程度まで必ずしも存在しないことはよく知られている。
不活性物質のリンスは、より軽い粒子がリンス水循環から懸濁状態で放出され、液体スクリーニング及び／又は重力分離により除去されるように行われる。浮遊性分別物の分離は、フローテーションにより促進することができる。さらなる利点は、リンス液体の温度及びｐＨをコントロールすることにより、溶液中の重金属をコントロールするのが可能になるという事実からなる。処理後に生じる物質を、これまでよりもよい方法で同じ再利用のための他の物質と混合することができ、又はそれら（例えば、建材製品、燃料生成物等）に添加することができる。
廃棄物の分離のための本発明の方法及び装置は、スクリーニング、空気、浮沈及び／又はフローテーション分離の形態を想定することができる。ほぼ同じ密度の種々の物質の成分を、生物学的安定化の前及び／又は後に、腐敗容器で、可燃物と不燃物とに分離することができる。これは、９５％より高い物質純度で行うことができる。分離の結果として、（廃棄物集積場カテゴリーＩ用に）有機物質含有量が３％未満及び（廃棄物集積場カテゴリーII用に）有機物質含有量が５％未満の不活性物質を生成することができる。可燃物分別物は、鉱物成分を１０％未満含有することができる。
液体スクリーニング及び／又は重力分離による分離後、フローテーション液体の懸濁分別物を清浄な状態で土壌改質剤及び／又は燃料として使用することができる。リサイクルできない残存する分別物の量は、乾燥安定化物としてベールに詰めることができる。乾燥安定化物は穏やかに焼却するか又はベール及び／又はブリケットの状態にすることができる。生成される物質の部分成分を他の物質と混合することができる。液体分級を廃棄物の生物学的乾燥前に行うことができる。しかしながら、廃棄物の生物学的乾燥後に行うこともできる。生物学的乾燥の結果として生成される疎水性成分が浮遊性可燃廃棄物成分の分離を促進する結果、生物学的に乾燥した廃棄物の重い分別物の液体分級を、スクリーニング後、スクリーニング及び回転分離後又はスクリーニング、回転分離及び／又は空気分離後に行うことができる。

Claims (3)

1. 廃棄物混合物を可燃物と不燃物とに分離する方法であって、
   該混合物を粉砕し、
   粉砕した混合物を液体分級に通し、有機物質と不燃物とに分け、次いで
   得られた有機物質を５〜１０日間強制的に換気しながら密閉容器中でコンポストさせ集約的腐敗物を得、
   該集約的腐敗物を残留水分が１５％未満になるまで乾燥させることにより集約的腐敗を終了させ、
   続いて、集約的腐敗を終了させた集約的腐敗物の成分を、スクリーニング後に空気分離することにより又はスクリーニングにより可燃物と不燃物とに分離する工程を含み、
   得られる可燃物中の不燃物が１０重量％未満であり、
   得られる不燃物中の有機物が５重量％未満である、前記方法。
2. 前記コンポスト及び安定化工程を６〜８日間行うことを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記コンポスト及び安定化工程を７日間行うことを特徴とする請求項２記載の方法。

Images