JP4732708B2 - 使用済み紙おむつ発酵処理用脱臭処理方法、及び脱臭処理装置 - Google Patents

Description

本発明は使用済み紙おむつの発酵処理に伴って発生する臭気の脱臭処理技術に関し、詳細には、脱臭処理と発酵処理の操業コストを低減する技術に関する。

近年、紙おむつは乳幼児用だけではなく、成人・高齢者用としても使用されている。特に高齢化社会の進展に伴って医療機関や高齢者介護施設等で使用される紙おむつ量が増大し、これら施設で廃棄される使用済み紙おむつ量が増加している。この様な使用済み紙おむつは焼却処分されているのが現状であるが、使用済み紙おむつはし尿などの水分を含んでいることから、燃焼温度を高くしなければ燃焼しきれず、処理コストの増大が問題となっていた。また使用済み紙おむつの埋立て処分も検討されているが、し尿やパルプ類は土中の微生物によって分解されるものの、防水フィルムや不織布などは分解されずに残存するという問題がある。

特に環境意識の高まりから、使用済みおむつについても環境負荷の低い処理方法が求められている。こうした問題を解決する使用済み紙おむつの処理技術として、発酵処理が注目されている（例えば特許文献１）。
特開２０００−２４７７６８号

使用済み紙おむつを発酵処理すると、し尿等の排泄物は発酵菌によって分解され、最終的に堆肥として利用でき、また分解されなかった高吸水性樹脂や防水フィルム等のプラスチック類及びパルプ等は燃料としてリサイクルできるため、低環境負荷技術として注目されている。しかしながら、使用済み紙おむつを発酵処理するには時間が掛かり、また使用済み紙おむつは時間を問わず発生することから、発酵処理装置を長期間に亘って連続運転しなければならない。また発酵処理を促進するためには、発酵処理温度を高める必要があるが、連続運転する場合、熱コストが高くなるという問題がある。しかもし尿等が完全に発酵処理されるまではアンモニア、硫化水素等の臭気成分が発生し、また発酵促進のためには酸素含有ガスを常時供給する必要があることから、発酵処理に伴って臭気ガスが常時排気されるという問題がある。したがって発酵処理装置の連続運転においては、臭気ガスを脱臭処理する必要があると共に、処理装置の操業コストの低減が求められている。

本発明はこの様な問題に鑑みてなされたものであって、臭気ガスの脱臭処理技術を提供すると共に、熱コストを抑えて操業コストの低減を可能にする技術を提供することである。

本発明は、使用済み紙おむつの発酵処理に伴って発生する臭気ガスの脱臭処理方法であって、前記臭気ガスを熱交換によって昇温させた後、脱臭処理し、次いで該脱臭処理された処理ガスを前記熱交換用の熱源とし、更に該熱交換後の処理ガスを発酵処理に供給する酸素含有ガスと熱交換してから大気に放出することに要旨を有する脱臭処理方法である。

本発明は、上記発酵処理に伴って発生する臭気ガスの脱臭処理に加えて、発酵処理後の固形残渣と共に排出される低濃度の臭気ガスも脱臭処理する方法を包含するものであり、この場合、前記発酵処理後の固形残渣と該固形残渣と共に排出される臭気ガスとを集塵機で回収・分離し、分離された臭気ガスを熱交換によって昇温させた後、脱臭処理し、次いで該脱臭処理された処理ガスを前記熱交換用の熱源とし、更に該熱交換後の処理ガスを発酵処理に供給する酸素含有ガスと熱交換してから大気に放出すればよい。

本発明では前記脱臭処理が、金属系触媒を用いた触媒脱臭処理であることが推奨される。

また前記臭気ガスを熱交換した後、更に加熱してから脱臭処理することが望ましく、特に前記脱臭処理を２００〜３００℃で行なうことが好ましい。

本発明を実施するにあたっては、前記酸素含有ガスと熱交換した後の処理ガスを誘引することによって、発酵処理及び触媒脱臭処理を陰圧状態で行なうことも好ましい実施態様である。

また本発明は、使用済み紙おむつを発酵処理した際に発酵処理槽内で発生する臭気ガスの脱臭処理装置であって、少なくとも前記臭気ガスを脱臭する脱臭装置、前記臭気ガスと脱臭処理して得られた処理ガスを熱交換するための第１熱交換器、第１熱交換器から排出された処理ガスと発酵処理に供給する酸素含有ガスを熱交換する第２熱交換器を備えていることを要旨とする脱臭処理装置である。

上記の通り、発酵処理に伴って発生する臭気ガスの脱臭処理に加えて、発酵処理後の固形残渣と共に排出される低濃度の臭気ガスも脱臭処理するための脱臭処理装置として、更に、前記発酵処理後の固形残渣と該固形残渣と共に排出される臭気ガスとを回収・分離するための集塵機と、該集塵機で分離された臭気ガスを前記脱臭装置へ導入するラインが併設されており、かつ前記発酵処理槽内で発生した臭気ガスの脱臭処理と該集塵機で分離された臭気ガスの脱臭処理とを交互に繰り返す切換手段を有しているものがよい。

本発明の脱臭装置は、金属系触媒を用いた触媒脱臭処理であることが推奨される。

そして前記第１熱交換器と脱臭装置の間に、前記第１熱交換器で昇温された臭気ガスを加熱するための加熱手段を設けることが望ましい。

更に前記第２熱交換器で昇温された酸素含有ガスを加熱するための加熱手段を設けることも好ましい実施態様である。

本発明を実施するにあたっては、前記第２熱交換器の下流側に処理ガスの送風手段を設けることが好ましい。

本発明によれば、使用済み紙おむつの発酵処理に伴って発生する臭気ガスを脱臭して無臭化できると共に、脱臭処理後の処理ガスの熱を発酵処理や脱臭処理の熱源としてリサイクルすることによって、発酵処理と脱臭処理に必要となる熱コストを低減できる。したがって本発明の構成によれば、連続操業した場合の熱コストを低減できる。また発酵処理や脱臭処理を陰圧状態で行なうことによって、臭気ガスの漏出を防ぐことができる。

本発明者らは上記問題を解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、使用済み紙おむつの発酵処理に伴って発生する臭気ガスを熱交換によって昇温させた後、脱臭処理し、次いで脱臭処理して得られた処理ガスを前記熱交換用の熱源とし、更に該熱交換後の処理ガスを発酵処理に供給する酸素含有ガスと熱交換してから大気に放出すれば、発酵処理と脱臭処理に必要となる熱コストを低減しつつ、臭気ガスを脱臭できることを見出し、本発明に至った。

脱臭処理方法としては、薬液法、オゾン分解法、紫外線分解法、吸着法、触媒分解法など各種方法があるが、処理効率と処理コストの観点から、触媒分解法が望ましく、使用する触媒には、アンモニア、硫化水素等の臭気成分に対して優れた分解・脱臭性能を有する金属系触媒を用いることが望ましい。またＮＯｘの発生を防止しつつ効率的な脱臭を行なうには、臭気ガスの温度を２００〜３００℃にして該金属系触媒で処理することが望ましい。また脱臭処理した後の処理ガスの温度も高くなるので、該処理ガスを熱源として脱臭処理に導入する臭気ガスと熱交換させれば、臭気ガスを昇温するための加熱コストも低減できる。更に該熱交換後の処理ガスを熱源として、発酵処理に必要な酸素を供給するための酸素含有ガスと熱交換させれば、発酵処理に必要な温度に保持するための熱源として利用でき、加熱コストを低減できる。

上記の様に本発明では、脱臭処理後の処理ガスを熱源として、脱臭処理に供給する臭気ガスと熱交換すると共に、発酵処理に供給する酸素含有ガスと熱交換することによって、加熱コストを低減できる。

以下、本発明の脱臭処理方法、及び脱臭処理装置について使用済み紙おむつの発酵処理プロセスと臭気ガスの脱臭処理プロセスを例示する図１〜３を参照しつつ説明するが、本発明は下記プロセスに限定する趣旨ではなく、本発明の効果を阻害しない範囲でプロセスに適宜変更を加えることができる。したがって特に特定的な記載がない限り、本発明の方法や装置は例示以外の発酵処理装置や発酵処理プロセスにも適用可能である。

図１では、使用済み紙おむつ（以下「紙おむつ」ということがある）を投入口２から発酵処理装置１の発酵処理槽３へ投入すると共に、必要に応じてｐＨ調整剤、発酵菌、水分調整材（大鋸屑等）等の発酵処理に必要な材料（発酵材料）を適宜投入する。尚、紙おむつは予め図示しない裁断機等で裁断してから発酵処理槽３に投入してもよい。

ここで「発酵処理」とは、し尿、パルプ等を微生物によって分解する処理をいう。し尿等を分解する具体的な発酵菌は特に限定されず、公知の発酵菌を用いればよい。尚、発酵処理には好気性微生物を用いる場合と、嫌気性微生物を用いる場合のいずれでもよいが、管理容易性や発酵過程で発生する臭気レベルの低さから好気性微生物を用いることが望ましい。

投入した紙おむつは、発酵処理槽３内に設置した裁断手段４（例えば回転刃と固定刃の組み合わせ等）によって破砕されつつ、発酵材料や酸素と攪拌・混合されて発酵が促進される。図１の場合、発酵処理槽内に複数の攪拌・裁断用の羽根４が設けられた回転軸５を所定の速度で常時回転させることで投入した紙おむつを裁断すると共に、該紙おむつと発酵材料や酸素等を常に攪拌・混合している。この際、発酵処理装置が図１の如く横型の場合、攪拌・裁断用の羽根をらせん状に回転軸に設けると、投入した紙おむつを裁断・攪拌しながら排出口６側に移動させることができるため、取出しの際に投入直後の未発酵紙おむつの混入を低減できるので望ましい。

発酵処理装置として別の例を示した工程を図２に示す。図２の発酵処理槽３内では、複数の攪拌・裁断用の羽根４が設けられた回転軸５を所定の速度で繰り返し正転（装置の両サイドから中央方向への紙おむつを移動させる回転）および逆転（中央から装置の両サイド方向への紙おむつを移動させる回転）させて、装置中央部の投入口２から投入した紙おむつを裁断すると共に、該紙おむつと発酵材料や酸素等を攪拌・混合する。本装置は、バッチ式処理を行うのに適しており、一定時間発酵させた後に残る裁断された吸水性樹脂を含むパルプや防水ビニル等のプラスチック（以下「固形残渣」ということがある）は、回転軸５を回転させながら、該固形物を中央部に集めて排出口６から排出すればよい。

発酵処理槽３内の温度は特に限定されないが、発酵菌の発酵に適した温度範囲内であることが望ましく、例えばし尿等の発酵分解を促進するには、発酵処理槽３内の温度は常温よりも高くすることが好ましい。発酵処理槽３内の温度を制御するため、温度計等の温度測定手段（図示せず）を設けて発酵処理槽３内の温度を測定し、適宜温度調整することが望ましい。図示例では、熱線等の加熱手段７を発酵処理槽３に付設し、発酵処理槽３に供給する酸素含有ガスを該加熱手段７で所望の温度に加熱することによって、発酵処理槽３内の温度を調整している。

効率的な発酵処理を行なうには、少なくとも発酵処理槽３内の紙おむつや発酵材料の温度が常温よりも高いことが望ましく、好ましくは３０℃以上、より好ましくは３５℃以上、更に好ましくは４０℃以上であって、８０℃以下、より好ましくは６０℃以下、更に好ましくは５０℃以下となる様に制御するのがよい。

尚、使用済み紙おむつには、吸水性樹脂に吸水されているし尿や排泄物に含まれる水分等の余剰水分量が多いので、該余剰水分を蒸発させる必要がある。そこでこれら余剰水分を蒸発させて発酵処理に適した湿度にするためには、発酵処理槽３内に高温加熱された酸素含有ガス（例えば外気等）を供給することが好ましい。もっとも供給する酸素含有ガスの温度が高くなり過ぎると発酵処理槽３内の発酵菌の活動環境が厳しくなり、発酵作用が阻害される。したがって余剰水分を効率的に蒸発させつつ、紙おむつ等の温度を上記範囲として発酵処理を促進することが好ましく、供給する酸素含有ガスの温度は例えば１００℃以上とすることが好ましく、より好ましくは１１０℃以上とすることである。一方、温度を高くし過ぎると装置の耐熱性を高めたり、酸素含有ガスの昇温コスト（熱コスト）が高くなる等、設備コストや稼動コストが高くなり、また該高温ガスによって発酵菌が死滅する恐れがあることから、好ましくは１８０℃以下、より好ましくは１６０℃以下とすることが望ましい。

尚、発酵菌が好気性の場合、酸素を随時供給する必要があるが、上記酸素含有ガスの加熱供給によって、発酵処理槽３内の温度を低下させることなく、酸素も供給できる。酸素含有ガスの供給量は特に限定されず、紙おむつ等の温度を上記範囲内としつつ、少なくとも発酵に必要な酸素が供給され、且つ余剰水分の蒸発が行なえる範囲で適宜調整すればよい。

ところで、発酵処理槽３内の温度が低下すると発酵効率が低下することから、発酵処理槽３の投入口２や排出口６の扉を自動開閉式にする等、投入・排出時以外は閉じて発酵処理槽３内の密閉性を高めて一定温度に維持することが望ましい。

発酵処理によって、し尿等は発酵分解されて堆肥化されるが、裁断された吸水性樹脂を含むパルプや防水ビニル等のプラスチックは分解されないため、堆肥と混合した状態で発酵処理槽３の排出口６から吸引方式にて取出される。取出した堆肥とプラスチックの混合物は、更に篩い分け等の分離処理によって堆肥とプラスチックを適宜分離してもよい。

一方、発酵処理槽３内では、発酵処理に伴ってアンモニアや硫化水素等の臭気成分を含む臭気ガスが発生するため、該臭気ガスは無臭化してから大気に放出することが望ましい。無臭化方法としては、臭気ガスを薬液（臭気成分に対する分解効果を有する）と気液接触する方法（気液接触装置）、臭気ガスの臭気成分を活性炭等の吸着材に吸着する方法（吸着装置）、臭気ガスの臭気成分をオゾン、紫外線、触媒等で分解する方法（オゾン発生装置、紫外線照射装置、触媒充填装置）など各種脱臭方法、脱臭装置が例示される。

これらの中でも本発明では、脱臭効率、脱臭処理材の寿命、脱臭能力など脱臭処理性に優れ、且つ発酵処理に要する熱コストを削減して操業コストを低減する観点から触媒を用いた脱臭処理（脱臭触媒層１２）が望ましい。

発酵処理槽３内の臭気ガス（雰囲気ガス）は排気口８から抜き出され、排ガス管１５を通して第１熱交換器１０へ導入される。この際、排気口から抜き出した臭気ガスに含まれている微細な塵等を除去するために濾過フィルター８を設けたり、臭気ガス中の特定の成分を除去する為に活性炭等の吸着材層を設けるなどしてもよい。図１の場合、濾過フィルター等の集塵手段９を排気口８近傍に設け、臭気ガス中に含まれる微細な塵等を除去してから第１熱交換器１０に導入している。尚、熱交換器は多管式熱交換器やプレート式熱交換器など各種公知の熱交換器を用いることができる。好ましくは熱伝達率の高いプレート式熱交換器である。

第１熱交換器１０に導入された臭気ガスは、脱臭触媒層１２で脱臭処理された処理ガスと熱交換される。該熱交換によって臭気ガスの温度は上昇し、一方、処理ガスの温度は低下する。臭気ガスの温度は特に限定されず、触媒の処理性能に応じて決定すればよい。例えば臭気成分であるアンモニアを後記する触媒で効率的に酸化分解して無臭化するには、臭気ガスを２００℃以上にすることが好ましく、より好ましくは２５０℃以上、更に好ましくは２７０℃以上とすることが望ましい。一方、臭気ガスの温度を高くし過ぎると触媒で処理した際にＮＯｘが発生することがあるため、好ましくは３００℃以下、より好ましくは２８０℃以下とすることが望ましい。脱臭触媒層１２における脱臭処理によって臭気ガスの臭気成分が分解・除去された処理ガス（無臭ガス）が得られる。

本発明では、第１熱交換器１０で昇温された臭気ガスを加熱器等の加熱手段１１に導入し、脱臭処理に適した上記温度に昇温している。上記の様に本発明では、臭気ガスを第１熱交換器を通して処理ガスと熱交換して加熱するため、加熱コストを低減できる。特に臭気ガスを熱交換器に通さない場合と比べて加熱手段１１での加熱コストを低減できる。

脱臭触媒層１２へ供給する臭気ガスの供給量は特に限定されず、触媒の処理能力に応じて適宜決定すればよい。処理効率の観点から例えば空間速度を好ましくは１５０００〜４００００ｈｒ^-1、より好ましくは２００００〜３００００ｈｒ^-1となる様に臭気ガスの供給量と触媒能力を調節することが望ましい。

脱臭触媒層１２には、臭気ガスに含まれる臭気成分を酸化分解・除去する性能を有する触媒が設けられている。用いる触媒としては、アルミニウム、カルシウム、チタン、ケイ素、ジルコニウムおよびセリウムよりなる群から選択される１種以上の元素の酸化物を担体とし、該担体に、金、銀、白金、パラジウム、イリジウム、ロジウム、オスミウム、ルテニウム、ニッケル、コバルト、クロム、マンガンおよび銅よりなる群から選択される１種以上の金属元素を担持させたものが挙げられる。その中でも、カルシウムアルミネート（ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃）、シリカまたは二酸化チタンを担体として、白金、パラジウム等の白金族元素を担持させたものが、アンモニア、硫化水素等の臭気成分に対して優れた分解・脱臭性能を有し、かつ比較的コストが低いので好ましく用いられる。勿論、これらの触媒は単独、或いは２種以上を併用してもよい。

また触媒の形状は特に限定されず、球状、ペレット状、ハニカム状、破砕片状、円柱状、粉末状などが例示されるが、これらの中でも強度、脱臭効率、交換容易性などの観点からハニカム状触媒が好ましい。また触媒のサイズ、細孔径、比表面積等も特に限定されず、公知の方法で製造された触媒を用いることができる。

上記触媒脱臭処理によって臭気成分は酸化分解・除去され、無臭化された処理ガスが得られる。この処理ガスは高温であるため、上記の如く第１熱交換器１０へ導入して臭気ガスと熱交換する。第１熱交換器１０での熱交換によって処理ガスの温度は低下しているものの、依然高温であるため、第１熱交換器１０から排出された処理ガスを更に第２熱交換器１３に導入し、上記発酵処理槽３に供給する酸素含有ガスと熱交換する。

第２熱交換器１３に導入する酸素含有ガスは、少なくとも発酵処理に必要な程度の酸素が含まれている気体であって、通常、外気（空気）を用いればよい。図１の場合、取り込み口１６から外気（空気）を取り込んで第２熱交換器１３で熱交換し、昇温してから発酵処理槽３に供給している。第２熱交換器で昇温された酸素含有ガスは、十分な温度であればそのまま発酵処理槽３に供給してもよいが、更に加熱する必要がある場合は、酸素含有ガスをヒーター、加熱器等の加熱手段７に導入して必要な温度まで加熱してから発酵処理槽３に供給することが望ましい。

本発明では第２熱交換器１３で酸素含有ガスを加熱するため、従来の様に加熱手段７だけで加熱する場合に比べて加熱コストを低減できるので望ましい。また２度の熱交換によって処理ガスの温度を十分に低減できるので、従来の様に除熱処理等を施さなくても大気に放出でき、上記本発明は設備面、環境熱負荷の点で好ましい構成である。

図１の場合、第２熱交換器１３で外気と熱交換して除熱された処理ガスは排ガス管を通して大気に放出しているが、処理ガスは必要に応じて任意の処理工程（例えば処理ガスに含まれる特性成分を除去する処理等）に導入して所望の処理を施した後で大気に放出してもよい。

前記発酵処理装置の排出口６から固形残渣と共に排出される低濃度の臭気ガスも併せて脱臭処理するため、例えば図３に示す通り、集塵機と該集塵機で分離された臭気ガスを脱臭処理装置へ導入するラインを設けることもできる。尚、図３は、一例として前記図２の工程に該集塵機等を配設した工程を示している。具体的に、発酵処理装置１の中央部に集められた固形残渣は、排出口６から排出管２０を通して低濃度の臭気ガスと共に集塵機１９に移送され、例えば集塵機内に備えられたバグフィルター（図示せず）で固形残渣と臭気ガスに分離される。固形残渣は集塵機１９の内部に設けられた容器（図示せず）に回収され、臭気ガスは集塵機１９の上部から排ガス管２１を通り熱交換器・触媒処理装置へ導入される。

図３の場合、発酵処理装置１内で裁断・混合して発酵させている間は、電動弁２２を開、電動弁２３を閉にして、裁断・混合時に生じる臭気ガスの脱臭処理を行い、発酵処理装置１内での発酵が完了して排出口６から固形残渣を排出する時には、電動弁２２を閉、電動弁２３を開に切り替えて、固形残渣と共に排出される臭気ガスを排ガス管２１から第１熱交換器１０に導入して上述の通り脱臭処理を行えばよい。尚、この様にバッチ式処理を行う場合の切替期間は、紙おむつの処理量や装置の発酵処理能力、脱臭処理能力に応じて適宜決定すればよい。

臭気ガスの脱臭処理装置には、発酵処理槽３内の臭気ガスを抜き出すと共に、脱臭処理、熱交換処理をして大気に放出するまでの工程を効率的に行なうために、送風機や送気ポンプなどの送風手段を設けることが望ましい。送風手段を設けることによって臭気ガスを発酵処理槽３内から抜き出して熱交換器１０、１３、脱臭触媒層１２に供給できるため、効率的な排気が可能となる。送風手段を設ける位置については特に限定されず、例えば図１，２の排ガス管１５（濾過フィルター９と第１熱交換器１０の間）や、図３の排ガス管合流点と第１熱交換器１０の間、排ガス管１７（第二熱交換器１３と放出口１８の間）、脱臭触媒層１２と第１熱交換器１０の間、或いは第１熱交換器１０と第２熱交換器１３の間の任意の位置に設けることもできるが、臭気ガスが装置接続部等から漏出するのを極力抑制するには、図１〜３に示す通り、送風手段１４を排ガス管１７（第二熱交換器１３と放出口１８の間）の任意の位置に設けることが望ましい。この様な位置に送風手段１４を設ければ、発酵処理槽３から抜き出された臭気ガスが脱臭処理されて無臭化されるまでの区間を陰圧にできるため、装置の接続部分等の密閉性が低下した場合でも、臭気ガスが外部に漏出するのを防止できる。また本発明では、処理ガスを２度の熱交換処理を施して除熱しているため、送風手段を第２熱交換器よりも下流側に設けることで、脱臭触媒層１２と第１熱交換器１０の間、或いは第１熱交換器１０と第２熱交換器１３の間に送風手段を設ける場合と比べて、送風手段の熱劣化を防止できるので望ましい。

尚、送風手段は複数設けることも可能であるが、図示する様に送風手段１４を第２熱交換器１３の下流側に設ければ、複数の送風手段を設ける必要がなくなるため、操業コストを低減できる。即ち、図示する如く送風手段１４を第２熱交換器１３の下流側に設けてガスを誘引することによって、発酵処理槽３内から脱臭触媒層１２までの間で臭気ガスが漏出するのを防止できる。更に該発酵処理槽３に酸素含有ガスを供給するための送風手段を設けなくても、発酵処理槽３内は臭気ガスが抜き出されて陰圧となっていることから、酸素含有ガスを発酵処理槽３内に誘引・供給できる。

本実施例では、図３に示す通り、発酵処理装置１の排出口６から固形残渣と共に排出される低濃度の臭気ガスも併せて脱臭処理できる装置を使用して、医療施設から廃棄された使用済み紙おむつの発酵処理、及び該発酵処理に伴って発生する臭気ガスの脱臭処理を行なった。詳細な工程は下記の通りである。

即ち、発酵処理時間が約１２時間で処理能力が３００ｋｇ／日である発酵処理装置１の投入口２から発酵処理槽３に発酵材料を投入し、更に使用済み紙おむつを数回に分けて投入した。使用済み紙おむつは、裁断手段（回転刃および固定刃の組み合わせ）４によって裁断・攪拌・混合しながら発酵させた。この際、電気ヒーター７で１６０℃程度に加熱された空気（外気）を発酵処理槽３に供給し、使用済み紙おむつや発酵材料の温度が４５℃となる様に電気ヒーター７での加熱温度を調節した。最後の使用済み紙おむつを投入してから１０〜１２時間後に排出口６から発酵処理の終わった残渣を取出したところ、吸水樹脂等のプラスチック類は細かく裁断されており、また発酵処理によってし尿等は分解されていた。

発酵処理中に発酵処理槽３内で発生した臭気ガスは、送風機１４の誘引作用によって排気口８から抜出し、濾過フィルター９によって臭気ガスに含まれている粉塵を除去してから第１熱交換器１０に導入した（尚、この場合、電動弁２２を開、電動弁２３を閉にしている）。排気口８から抜き出した臭気ガス（アンモニア４０〜３００ｐｐｍ含有）の温度は４０℃であった。臭気ガスは第１熱交換器１０で処理ガスと熱交換して昇温（１６６℃）し、続いて加熱器で２７０℃に昇温してから脱臭触媒層１２に導入した。脱臭触媒層１２には、カルシウムアルミネート、シリカおよび二酸化チタンを主原料とする担体に、白金およびパラジウムを担持させた金属系触媒（形状：ハニカム，サイズ Ｗ:100 mm×Ｌ:100 mm×Ｈ:50 mm）を充填した。脱臭触媒層１２に導入した臭気ガスは酸化分解され、続いて処理ガス（２７０℃）を第１熱交換器１０に導入して臭気ガスと熱交換した。更に処理ガス（１３２℃）は第２熱交換器１３に導入して取り込み口１６から吸引した外気（２０℃）と熱交換してから送風機１４を介して放出口１８から大気に放出した。尚、放出口１８で採取した処理ガスを調べたところ、温度６５℃、アンモニア含有量１ｐｐｍ以下であり臭気強度２以下であった。また脱臭触媒層１２に導入する臭気ガスの供給量を調べたところ、９ｍ³Ｎ／ｍｉｎであった。一方、取り込み口１６から吸引された外気は第２熱交換器で昇温（８７℃）された後、発酵処理装置に付設した伝熱ヒーターで１６０℃に加熱してから発酵処理層３に導入した。

尚、処理開始から約４８時間（２日）後には発酵処理装置１から固形残渣を排出する作業を行なった。即ち、固形残渣である裁断された吸水性樹脂を含むパルプや防水ビニル等のプラスチックを、回転軸５を回転させながら中央部に集め、排出口６から排出管２０を通して低濃度の臭気ガスと共に集塵機１９に移送し、集塵機内に備えられたバグフィルターで固形残渣と臭気ガスに分離した。そして、固形残渣を集塵機１９の内部に設けられた容器（図示せず）に回収した。また電動弁２２を閉、電動弁２３を開にして、臭気ガスを集塵機１９の上部から熱交換器・触媒処理装置へ導入して脱臭処理を行った。

使用済み紙おむつの発酵処理プロセスと脱臭処理プロセスの概略工程図。 使用済み紙おむつの別の発酵処理プロセスと脱臭処理プロセスの概略工程図。 使用済み紙おむつの別の発酵処理プロセスと脱臭処理プロセスの概略工程図。

符号の説明

１ 発酵処理装置
２ 投入口
３ 発酵処理槽
４ 裁断手段
５ 回転軸
６ 排出口
７ 加熱手段
８ 排気口
９ 濾過フィルター
１０ 第１熱交換器
１１ 加熱手段
１２ 脱臭触媒層
１３ 第２熱交換器
１４ 送風手段（送風機）
１５、１７、２１ 排ガス管
１６ 取り込み口
１８ 放出口
１９ 集塵機
２０ 固形物排出管
２２、２３ 電動弁

Claims (11)

1. 使用済み紙おむつの発酵処理に伴って発生する臭気ガスの脱臭処理方法であって、前記臭気ガスを熱交換によって昇温させた後、２００〜３００℃で金属系触媒を用いた触媒脱臭処理を行い、次いで該脱臭処理された処理ガスを前記熱交換用の熱源とし、更に該熱交換後の処理ガスを発酵処理に供給する酸素含有ガスと熱交換してから大気に放出することを特徴とする脱臭処理方法。
2. 前記発酵処理後の固形残渣と該固形残渣と共に排出される臭気ガスとを集塵機で回収・分離し、分離された臭気ガスを熱交換によって昇温させた後、２００〜３００℃で金属系触媒を用いた触媒脱臭処理を行い、次いで該脱臭処理された処理ガスを前記熱交換用の熱源とし、更に該熱交換後の処理ガスを発酵処理に供給する酸素含有ガスと熱交換してから大気に放出する請求項１に記載の脱臭処理方法。
3. 前記金属系触媒は、アルミニウム、カルシウム、チタン、ケイ素、ジルコニウムおよびセリウムよりなる群から選択される１種以上の元素の酸化物を担体とし、該担体に、金、銀、白金、パラジウム、イリジウム、ロジウム、オスミウム、ルテニウム、ニッケル、コバルト、クロム、マンガンおよび銅よりなる群から選択される１種以上の金属元素を担持させたものである請求項１または２に記載の脱臭処理方法。
4. 前記臭気ガスを熱交換した後、更に加熱してから脱臭処理する請求項１〜３のいずれかに記載の脱臭処理方法。
5. 前記酸素含有ガスと熱交換した後の処理ガスを誘引することによって、発酵処理及び触媒脱臭処理を陰圧状態で行なう請求項１〜４のいずれかに記載の脱臭処理方法。
6. 使用済み紙おむつを発酵処理した際に発酵処理槽内で発生する臭気ガスの脱臭処理装置であって、少なくとも前記臭気ガスを脱臭する金属系触媒を用いた触媒脱臭装置、前記臭気ガスと脱臭処理して得られた処理ガスを熱交換するための第１熱交換器、第１熱交換器から排出された処理ガスと発酵処理に供給する酸素含有ガスを熱交換する第２熱交換器を備えていることを特徴とする脱臭処理装置。
7. 前記発酵処理後の固形残渣と該固形残渣と共に排出される臭気ガスとを回収・分離するための集塵機と、該集塵機で分離された臭気ガスを前記脱臭装置へ導入するラインが併設されており、かつ前記発酵処理槽内で発生した臭気ガスの脱臭処理と該集塵機で分離された臭気ガスの脱臭処理を交互に繰り返す切換手段を有している請求項６に記載の脱臭処理装置。
8. 前記金属系触媒は、アルミニウム、カルシウム、チタン、ケイ素、ジルコニウムおよびセリウムよりなる群から選択される１種以上の元素の酸化物を担体とし、該担体に、金、銀、白金、パラジウム、イリジウム、ロジウム、オスミウム、ルテニウム、ニッケル、コバルト、クロム、マンガンおよび銅よりなる群から選択される１種以上の金属元素を担持させたものである請求項６または７に記載の脱臭処理装置。
9. 前記第１熱交換器と脱臭装置の間に、前記第１熱交換器で昇温された臭気ガスを加熱するための加熱手段が設けられている請求項６〜８のいずれかに記載の脱臭処理装置。
10. 前記第２熱交換器で昇温された酸素含有ガスを加熱するための加熱手段が設けられている請求項６〜９のいずれかに記載の脱臭処理装置。
11. 前記第２熱交換器の下流側に処理ガスの送風手段が設けられている請求項６〜１０のいずれかに記載の脱臭処理装置。

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