JPH04210284A

JPH04210284A - 都市ごみ廃棄物からの固形物の製造方法

Info

Publication number: JPH04210284A
Application number: JP2401438A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Azegami; 畔上　統雄
Original assignee: PLANDO KENKYUSHO KK
Current assignee: PLANDO KENKYUSHO KK
Priority date: 1990-12-11
Filing date: 1990-12-11
Publication date: 1992-07-31

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

［０００１１

【産業上の利用分野］この発明は、例えば一般家庭或い
は事務所から排出され、従来、消却処分されていた可燃
性の廃棄物を対象にして燃料として直接使用できるとと
もに、これを加工することによって土木建築の素材とし
て使用できる特定の回収資源を製造する廃棄物による固
形物の製造方法に関するものである。［０００２］【従来の技術】従来から都市ごみ焼却施設において処理
処分されていたいわゆる可燃性の都市ごみ（廃棄物）に
ついては、近年多様な化学物質が混入していることから
、その廃棄ガスの処理、排水、焼却灰の処分過程で二次
的な環境汚染問題が発生し、その対策が極めて困難なも
のとなってきている。とく（二地球的規模の環境問題を
背景にして、都市ごみ焼却炉の排気ガスの発生を抑制す
る技術の開発が緊急かつ重要な課題となってきている。その解決策としては、これまで次の２つの方法が取られ
てきている。［０００３］第一は、都市ごみ焼却炉に排ガス処理施設
などの公害防止設備を高度なものとし、かつ焼却炉から
の余熱を発電や蒸気・温水として有効に活用する方法で
ある。（０００４］第二は、都市ごみを燃料化して、これを化
石燃料資源に代替していくことを狙った各種の製造方法
（ＲＤＦと称す）である。［０００５］

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術のうち、前者は、都市ごみの処理にかかる費用が
増大し、かつ都市ごみから発生するエネルギーを有効に
活用するには厳しい限界があることが分かってきている
。このため、大型化によってスケールメリットの追及が
なされているが、大型化の場合には周辺への環境への影
響も大きく、現状では第２の方法（後者）に向けての研
究開発に関心が払われるようになってきている。［０００６］Ｌかしながら、一方では後者の燃料化に関
する技術開発もこの２０年来多くの試みがなされている
が、次の点で本格的に事業化がなかなか進まなかった。［０００７］　　（Ａ）、都市ごみから製造される燃料
（ＲＤＦ）が物理化学的には安定しているが、生物学的
に不安定なものが多く、腐敗・悪臭の発生、分解ガスの
発生、火災爆発事故が起こるなどの障害を来している。［０００８］　　（Ｂ）、　　ごみ質の変化によって、
燃料としての品質がばらつき、使用する産業側から燃料
としての評価が得られなかった。［０００９］　　（Ｃ）、都市ごみから製造される燃料
は、本質的に都市ごみと変わらない環境汚染負荷の大き
い排ガスを発生する。そして塩素ガスを中心に、ボイラ
ーの腐敗・損耗など燃料装置に対しても悪い影響がはっ
きり現れている。（００１０１（Ｄ）、ごみ処理事業側からすると、燃料
が有効に使われない場合に、これを最終的に処分する方
法がなく、大規模な処理施設を建設する方法としては有
効でなかった。［００１１７この発明は、上述したごとき従来技術の欠
陥を克服し、積極的に都市ごみ（廃棄物）を総合的に資
源化すべき廃棄物による固形物の製造方法を提供するこ
とを目的とするにある。［００１２］

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、都市ごみなどの廃棄物を廃棄物受入貯
蔵槽に投入した後、解砕機、破砕機、混合加熱反応器を
経て乾燥固化器で乾燥固化して固形物を製造する際に、
前記廃棄物の特性に応じてアルカリ土類金属酸化物の添
加量を添加して合理化に物理化学的反応処理を行なうこ
とを特徴とする、廃棄物による固形物の製造方法である
。［００１３］前記廃棄物による固形物の製造方法におい
て、前記廃棄物受入れ槽または解砕機で前記廃棄物に対
してアルカリ土類金属酸化物の全添加量の０〜３０％を
添加して物理化学的反応処理すること、または前記破砕
機において、前記廃棄物に対してアルカリ土類金属酸化
物の全添加量の０〜５０％を添加して物理化学的反応処
理すること、あるいは、前記混合加熱反応器において、
前記廃棄物に対してアルカリ土類金属酸化物の全添加量
の２０〜１００％を添加して物理化学的反応処理を行な
うこと、さらには、前記廃棄物受入れ檜、解砕機、破砕
機および混合加熱反応器のすべてにおいてアルカリ土類
金属酸化物の全添加量を適宜な比率で添加して物理化学
的反応処理することが望ましいものである。［００１４］また、この発明は、廃棄物にアルカリ土類
金属酸化物を添加して固形物を製造するに際して、水分
Ｗ％、プラスチックＰ％、無機物Ｍ％および資源化物Ｒ
を分析測定して、Ｕ＝　１００−　（Ｗ＋Ｐ＋Ｍ＋Ｒ）
に基づき有機物Ｕ％を算出すると共に、アルカリ土類金
属酸化物の最適な添加量Ａを、Ａ＝Ｋ×Ｕ　［但し、Ｋ
＝ｆ（Ｐ、　Ｗ）　］を基にし決定して廃棄物にアルカ
リ土類金属酸化物を添加することを特徴とする廃棄物に
よる固形物の製造方法である。前記にの値が０．　２〜
１．２の範囲であることが好ましい。［００１５］

【作用】この発明の廃棄物による固形物の製造方法を採
用することにより、都市ごみなどの廃棄物を廃棄物受れ
貯蔵槽に投入した後、解砕機、破砕機、混合加熱反応器
を経て乾燥固化器で乾燥固化することによって固形物が
得られる。［００１６］上記工程処理において、廃棄物受入れ槽ま
たは解砕機で、廃棄物に対してアルカリ土類金属酸化物
の全添加量の０〜３０％に添加して添加処理すること、
前記破砕機において、前記廃棄物に対してアルカリ土類
金属酸化物の全添加量の０〜５０％を添加して添加処理
すること、また、混合加熱反応器において、廃棄物に対
してアルカリ土類金属酸化物の全添加量の２０〜１００
％を添加して添加すること、さらには、前記廃棄物受入
れ槽、解砕機破砕機および混合加熱反応器のすべての工
程において、アルカリ土類金属酸化物の全添加量を適宜
な比率で添加して添加処理することによって、金属など
の資源を回収することおよび有害危険物、無機物残渣な
どの除去を行なうと共に最適な物理化学的かつ生物学的
に安定な固形物が得られる。ｒｏ０１’７］ｔ、たがって、一般に言われている都市
ごみの処理事業分野と製造物を燃料として使用する産業
分野、または土木建築資材として使用する産業界などに
広く適用性を持つものである。［００１８］また、廃棄物にアルカリ土類金属酸化物を
添加する添加量Ａは、Ｕ＝　１００−　（Ｗ＋Ｐ＋Ｍ＋
Ｒ）に基つき有機物Ｕ％を算出し、Ａ＝Ｋ×Ｕ（但し、
Ｋ−ｆ　　（Ｐ、　Ｗ）を基にして決定するのがよく、
さらに、Ｋの値は０．０２〜０．１２．が望ましいもの
である。［００１９］

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。［００２０１図１を参照するに、例えば一般家庭あるい
は事務所から排除されるごみなどの廃棄物Ｇは、紙、ダ
ンボール、繊維類などの可燃物と、鉄、アルミ、ガラス
、土２石、などの不燃物と、これらに含まれる水分など
で構成されており、例えば１〜ラツク、バッカー車など
の運搬者などで運ばれてきて、−旦、ビットなどからな
る廃棄物受入れ槽１に投入される。この廃棄物受入れ槽
１から必要な量だけ、必要な時期に廃棄物Ｇが解砕機３
に投入される。［００２１１この解砕機３は、例えば油圧低速駆動型の
引裂き粗破砕機で、具体的な構造は公知であるため、詳
細な説明は省略するが、回転数がそれぞれ異なる２また
は３軸を有し、各軸の外周にはそれぞれ複数の刃が備え
られている。［００２２］而して、投入された廃棄物Ｇを、回転数が
それぞれ異なる２または３軸の回転引裂刃によりくわえ
込み、引裂き、強固なものまで突き破って、低速、高ト
ルクの油圧駆動によりゆっくり引裂かれ、本体下部の排
出口から排出される。この解砕機３の駆動は油圧駆動方
式となっており、可変吐出アキシャルピストンポンプを
使用することにより、通常負荷時は、高速、低速トルク
にて、負荷増大時に低速、高速トルク運転と負荷の必要
に応じて軸回転数を可変とすることができるため、破砕
負荷については、常時最適状態にて運転制御が可能とな
っている。［００２３］この解砕機３で解砕された第１廃棄物Ｇ１
は、例えばベルトコンベアなどからなる第１選別機５に
送られる。この第１選別機５には磁選機が備えられてい
て、この磁選機により鉄、非鉄などの金属が除去される
と共に有害危険物などが除去される。また、この第１選
別機５では、ビン、ブロックなどの中粒形無機物が選別
されて除去される。［００２４］第１選別機５で金属、無機物が除去される
と、第２廃棄物Ｇ２は破砕機７に送られる。この破砕機
７は例えばハンマミルなどからなっており、この破砕機
７で第２廃棄物Ｇ２はさらに細かく粉砕されるこの破砕
機７で細かく粉砕された第３廃棄物Ｇ３は、例えば磁選
機、篩分器、比重差分離機などからなる第２選別機９に
送られる。この第２選別機９では、第１選別機５で除去
しきれなかった細かな金属や無機物が除去されて、第４
廃棄物Ｇ４が混合加熱反応器１１に投入される。［ｏ　ｏ　２５］この混合加熱反応器１１は例えば回転
式６角ミキサ、リボンミキサ、あるいは移動スクリュ式
撹拌機などからなっていて、貯留されながら一定時間加
熱して混合される。この混合加熱反応器１１における加
熱手段としては、熱風や加熱チューブで行なうことによ
り、反応速度を早くさせることができる。密閉状態下、
例えば６０℃以上１００℃以下で１時間以上行なうのが
好ましい。［００２６１次いで、混合加熱反応器１１で反応された
第５廃棄物Ｇ５を圧縮成型器１３に投入して圧縮作用に
よって密度を高めた上で、押出して粒状に成型される。この圧縮成型器１３で粒状に成型された第６廃棄物Ｇ６
は乾燥固化器１５に投入される。この乾燥固化器１５で
は温度を例えば１３０〜２３０℃まで上げ、殺菌を行な
い、熱化学変化を完了させると共に、水分を除くと同時
に含有しているアルカリ　（ＣａＣｏＨ）ｚなどをＣＯ
２ガスで中和し固化させることによって固形物Ｓが得ら
れる。［００２７］こうして得られた固形物Ｓは、篩分器で篩
分されて固形物燃料として取り出されたり、あるいは、
土木建築資材として取り出されて使用されて産業界に広
く適用されるものである。［００２８］なお、上記乾燥固化器１５から混合加熱反
応器１１へ必要に応じてフィードバックされることもあ
る。［００２９］そして、混合加熱反応器１１を設ける場合
と、圧縮成型器１３に直接成型する場合とがある。それ
はごみ質などによる影響においても選択されるが、製造
物（固形物Ｓ）が燃料を目的とする場合には混合加熱反
応器１１を付加することが望ましい。これによって、都
市ごみ中のアンモニア分を除去する効果が高まり、燃料
自体に含まれるＮｏｘ等の発生負荷を下げ、クリーンエ
ネルギーとしての品質向上を図ることができる。

【００３０】圧縮成型器１３で加熱圧縮成型された中間
生成物の性状は、燃料製造の場合と土木建築素材製造の
場合と異なる。これは圧縮成型器１３の機械的な性能ま
たは部品の交換等によって選択することは容易である。燃料を目的とする場合でも石炭との混焼など流動床式ボ
イラーに投入する場合とストーカ−型ボイラーに投入す
る場合と、その性状を選択することが必要となる。［００３１１本実施例では、とくに流動床式ボイラーに
適した燃料として製造することが機械的に負荷が少なく
燃焼特性から見ても効果的であることを確認している。概ね５ｍｍ〜１０ｍｍの粒状に製造することが機械的に
容易であり、かつ効果的である。上述した廃棄物Ｇを廃
棄物受入れ槽１へ投入してから乾燥固化器１５までの処
理工程を経て固形物Ｓを製造するに際して、廃棄物受れ
槽１または解砕機３に、アルカリ土類金属酸化物として
の例えばＣａＯを、脱臭および腐敗醗酵の抑制等を目的
として都市ごみなどの廃棄物Ｇに対して添加して物理化
学的反応処理が行われる。この場合、ＣａＯの添加量は
全添加量のＯ〜３０％程度が好ましい。３０％を越えて
も余り効果を発揮するものではない。［００３２］すなわち、実際に、廃棄物受入れ槽１また
解砕機３にＣａＯを投入することによって、これまでの
二の種の施設が共通して克服しなければならなかった都
市ごみの受入貯留施設からの悪臭の発生等を防ぐことが
できる。そしてカルシウムの作用によって腐敗・醗酵、
昆虫の発生などを抑制する効果がある。［００３３］また、都市ごみの解砕を行なう解砕機３に
おいても事前にカルシウムに投入されることによって、
悪臭の防止、更には嫌気性醗酵物の付着によるプラント
の腐食などを防止することができる。廃棄物受れ槽１へ
の投入量は全投入量の１０％〜２０％の範囲で行なうこ
とが望ましい。［００３４１また、前記第１選別機５で選別された第２
廃棄物Ｇ２を破砕機７に投入する際に、ＣａＯも一緒に
投入して、混合および第１次のＣａＯによる化学反応を
行なわしめる。この場合におけるＣａＯの添加量は、全
添加量の０〜５０％を添加して物理化学的反応処理する
のが望ましい。［００３５］破砕機７に投入する目的は、破砕機７内に
おいてＣａＯとごみが均一に混合すると同時に固体と固
体の接触を機械的に行ない、ＣａＯによる反応は促進す
ることができる。従来のこの種の破砕工程から発生する
都市ごみの粉じんは、生物的に活性なものであり、かつ
病原菌による環境ｔ＼の影響が少なからず認められてい
る。この点で、破砕機７内のＣａＯを投入することによ
って反応を促すばかりではなく、工場内における労働環
境の改善に著しい効果をあげることができる。［００３６１ＣａＯの添加率は全投入量の１０％〜２０
％多く、場合によっては５０％までを投入することが妥
当である。［００３７］さらに、前記混合加熱反応器１１に第２選
別機９で選別された第４廃棄物Ｇ４を投入すると同時に
ＣａＯを投入してもよい。この場合におけるＣａＯの添
加量は全添加量の２０％〜１００％が望ましい。この工
程でＣａＯを投入する目的はＣａＯによる反応を完結に
するためのものである。［００３８］場合によっては、廃棄物受入れ槽１．解砕
機３．破砕機７および混合加熱反応器１１のすべてにＣ
ａＯを適宜な添加量でもって添加することも可能である
。［００３９１したがって、ＣａＯを添加し、都市ごみと
反応させ、物理化学的に安定な物質に転換し、かつアン
モニアなどＮｏｘ成分をごみの中から除外するための工
程である。圧縮成型された粒状の中間生成物は、加熱と
ＣａＯの発熱反応によって５０℃以上の温度を持ってい
る。［００４０１これを次の乾燥工程において水分を除き。かつカルシウムと燃焼ガス中の炭酸ガスとの反応によっ
て固化し、取扱い易い中間生成物ができる。これはこの
まま燃料として用いることができる。［００４１１日本の都市ごみの実施例では、４０００ｋ
ｃａｌ近くになり、ヨーロッパの実施例では３５００ｋ
ｃａｌになり、いずれにしても石炭ボイラーによって混
焼するのに最適な物理化学的性状と生物的に安定した貯
留特性を持つ燃料となる。［００４２］次に、上述した廃棄物Ｇを廃棄物受入れ槽
１に投入してから乾燥固化器１５までの処理工程を経て
固形物Ｓが得られるが、前記廃棄物受入れ槽１．解砕機
３、破砕機７および混合加熱反応器１１に添加するＣａ
Ｏの全添加量は、次の手段で決定するのが好ましいもの
である。［００４３］すなわち、都市ごみなどの廃棄物Ｇを１０
０％とし、この廃棄物Ｇ中には、分析すると、水分、プ
ラスチック、無機物、有機物および資源化学が含有され
ている。そして、水分を乾燥機などを使用してＷ％、プ
ラスチック、無機物および資源化物をそれぞれ通常の分
析法である目視手選分析でＰ、　Ｍ、　Ｒ％を測定する
ことによって、有機物Ｕ％は、Ｕ＝１００−　（Ｗ＋Ｐ
＋Ｍ＋Ｒ）に基づいて算出される。［００４４］　ＣａＯの添加量Ａは、Ａ＝Ｋ×Ｕ　（但
し、Ｋ：定数）となり、しかも、ＫはＰ、　Ｗの関数で
あるに＝ｆ　（Ｐ、　Ｗ）で表されると共に、ＣａＯを
添加率を決定する補正項であって、プラスチックの混入
率（Ｐ）と水分率（Ｗ）の比率によって決定されるもの
である。原理的にはプラスチック中の塩素に対して燃焼
時点で中和するに必要なＣａＯの添加量を算定すること
によって補正する項である。［００４５１本実施例においては世界各国のごみ質に対
して適応性を調査した結果、Ｋ＝０．２〜１．２の範囲
で最適な添加率を決定する方法を規定するものである。［００４６１Ｗの項は水分が過剰である場合に、有機質
に対するＣａＯの有効添加率を補正するものである。［００４７］このＣａＯの添加率Ａ％を基にすると、廃
棄物受入れ槽１または解砕機３では１〜２％を、破砕機
７では２％程度、混合加熱反応器１１では１〜５％のＣ
ａＯを添加して物理化学的反応処理するのが望ましいも
のである。したがって、廃棄物Ｇを処理する各処理工程
でＣａＯを物理的および化学的に安定した固形物Ｓとし
ての燃料または土木建築資材を得ることができる。［００４８］なお、この発明は、前述した実施例に限定
されることなく、適宜の変更を行なうことにより、その
他の態様で実施し得るものである。例えば、本実施例で
は、アルカリ土類金属酸化物としてＣａＯを例にとって
説明したが、このＣａＯにＭｇＯを混入したものでもよ
く、またＭｇＯだけであっても、さらに（ＣａＯＨ）２
にしても対応可能である。［００４９１【発明の効果］以上のごとき実施例の説明より理解され
るように、この発明によれば、特許請求の範囲に記載さ
れたとおりの構成であるから、都市ごみのなどの廃棄物
から廃棄物受入れ槽、解砕機、破砕機、混合加熱反応器
および乾燥固化器を経て、前記廃棄物受入れ槽、解砕機
、破砕機および混合加熱反応器の各工程あるいはすべて
の工程に適宜なアルカリ土類金属酸化物をして物理化学
的反応処理することによって、特に、クリーンな燃料や
土木建築部分計の資源に有効な固形物を得ることができ
る。［００５０１また、この得られた固形物は、物理的、化
学的、生物学的に安定化されているので、長期貯蔵する
ことができると共に、ガス爆発や粉じん爆発が発生しな
い固形物が得られて、クリーンな燃料や土木建築分野の
資源として有効的に提供されるものである。［００５１１また、上記各工程において添加するアルカ
リ土類金属酸化物は、都市ごみなどの廃棄物を構成する
水分、プラスチック、無機物、資源化物を分析、測定す
ることにより、有機物Ｕの％を算出し、この有機物Ｕの
％を基にして有効かつ最適な添加量を得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を実施する一実施例であり、収集され
た廃棄物から固形物を得る概念的な工程を示す図である
。

【符号の説明】

１　廃棄物受れ槽３　解砕機５　第１選別機７　破砕機９　第２選別機１１　混合加熱反応器１３　圧縮成型器１５　乾燥固化器Ｇ　廃棄物Ｓ　固形物【図１１

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】都市ごみなどの廃棄物を廃棄物受入貯蔵槽
に投入した後、解砕機、破砕機、混合加熱反応器を経て
乾燥固化器で乾燥固化して固形物を製造する際に、前記
廃棄物の特性に応じてアルカリ土類金属酸化物の添加量
を添加して合理化に物理化学的反応処理を行なうことを
特徴とする廃棄物による固形物の製造方法。
【請求項２】前記廃棄物受れ槽または解砕機において、
前記廃棄物に対してアルカリ土類金属酸化物の全添加量
の０〜３０％を添加して物理化学的反応処理することを
特徴とする請求項１記載の廃棄物による固形物の製造方
法。
【請求項３】前記破砕機において、前記廃棄物に対して
アルカリ土類金属酸化物の全添加量の０〜５０％を添加
して物理化学的反応処理することを特徴とする請求項１
記載の廃棄物による固形物の製造方法。
【請求項４】前記混合加熱反応器において前記廃棄物に
対してアルカリ土類金属酸化物の全添加量の２０〜１０
０％を添加して物理化学的反応処理を行なうことを特徴
とする請求項１記載の廃棄物による固形物の製造方法。
【請求項５】前記廃棄物受入れ槽、解砕機、破砕機およ
び混合加熱反応器のすべてにおいてアルカリ土類金属酸
化物の全添加量を適宜な比率で添加して物理化学的反応
処理することを特徴とする請求項１記載の廃棄物による
固形物の製造方法。
【請求項６】廃棄物にアルカリ土類金属酸化物を添加し
て固形物燃料を製造するに際して、前記廃棄物を構成す
る水分Ｗ％、プラスチックＰ％、無機物Ｍ％および資源
化物Ｒを分析測定して、Ｕ＝１００−（Ｗ＋Ｐ＋Ｍ＋Ｒ
）に基づき有機物Ｕ％を算出すると共に、アルカリ土類
金属酸化物の最適な添加量Ａを、Ａ＝Ｋ×Ｕ［但し、Ｋ
＝ｆ（Ｐ、Ｗ）］を基にし決定して廃棄物にアルカリ土
類金属酸化物を添加することを特徴とする廃棄物による
固形物の製造方法。
【請求項７】前記Ｋの値を０．０２〜０．１２の範囲と
することを特徴とする請求項６記載の廃棄物による固形
物の製造方法。