JPH08168739A - 廃棄物減容方法及び廃棄物減容装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単且つ、できるだけ安価な装置で廃棄物を
加熱圧縮して減容化すると共に無臭化及び消毒も可能な
廃棄物の減容化方法及び減容化装置の提供。 【構成】 廃棄物を、水を添加して又は添加せずに、加
熱圧縮し、圧縮により絞られた水を蒸発させる。機密装
置内で、加熱下に通気及び通気孔を有する２枚の加圧板
で廃棄物を圧縮し、絞られた水を加熱し蒸発可能とした
廃棄物減容化装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は主として有機物から構成
される比較的少量の廃棄物を減容、減量すると共に、消
毒、無臭化が図られる診療所や家庭等で使用できる廃棄
物減容方法及び廃棄物減容装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】家庭で発生する有機性廃棄物は、現在、
自治体が収集するか、自家で焼却または埋没等によって
処理され、診療所で発生する感染性廃棄物は有資格業者
が収集、処理に当たっている。しかしながら、自治体の
焼却、埋め立てによる廃棄物処理能力には限度があり、
自家焼却では排ガス処理装置のない炉での焼却が大部分
であるため、大気汚染の一因となっている。また、診療
所では感染性廃棄物が一定量に達するまで貯蔵し、その
後専門業者が収集するという問題点がある。家庭から発
生するゴミの内訳（重量％）は、東京都の平成１年の場
合を例にとれば表１の通りである。

【０００３】

【表１】

【０００４】ところで、有機性廃棄物を処理する方法の
内で、台所から発生する生ゴミに関しては、乾燥、発酵
あるいは微生物処理及びオゾン照射等によって減量、無
臭化する方法が多数提案され、処理装置も市販されてい
るが、これらの方法及び装置では生ゴミ以外のゴミを処
理することはできない。また、ゴミの中で特に特に問題
とされているプラスチックの処理方法としては、溶融固
化して減容する種々の方法が提案されている。しかしな
がら、これらの方法は、プラスチックだけを対象とする
ものであり、家庭から出るゴミの処理には適していな
い。廃棄物を加熱しないで圧縮固化して減容する方法に
ついても多数の提案があるが、単にゴミを圧縮するだけ
では臭気をなくすことは不可能であり、さらに消毒する
こともできないので、衛生上問題が生じる場合もある。

【０００５】廃棄物を加熱圧縮して減容化する方法も多
数提案されているが、いずれも装置が複雑かつ高価であ
り、家庭での使用には適していない。また、あらゆる種
類の有機性廃棄物を処理できる家庭用焼却炉についても
提案が数多くなされているが、排気ガス処理装置が設け
られていない場合が多く、大気汚染を防止することはで
きない。排気ガス処理装置を付属させたとしても、高価
となるだけでなく、家庭でこの装置を管理することは事
実上不可能である。また、これらの焼却炉は屋内に設置
することはできないので、庭のない家庭では使用できな
い問題もある。医療廃棄物を２枚のプレス間に充填し、
１次プレスで該廃棄物をプレス面に接近させ、プレス面
を利用した誘電加熱と熱風循環加熱等を併用して加熱し
ながら２次プレスして減容と共に消毒する方法が特開平
４−３２７８４８号公報により提案されている。しかし
ながら、この方法では医療廃棄物中に多量の水分が含ま
れている場合には処理に時間が掛かり過ぎ能率が悪く、
又、装置が複雑で高価である欠点がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】有機性廃棄物の焼却処
理は、減容化の点では一番優れており、消毒、無臭化も
達成できるが、上記のように排気ガスの処理が困難であ
り、さらに発生する熱エネルギーの回収も困難である。
廃棄物を加熱圧縮して溶融固化する方法は、減容化の度
合では焼却処理に劣るが、無臭化、消毒が可能であり、
発生排ガスも少量なので処理が容易であり、固形化され
た廃棄物を燃料として使用すればエネルギーの回収も可
能となる。本発明の目的は、簡単かつ、できるだけ安価
な装置で、廃棄物を加熱圧縮して減容化と共に無臭化、
消毒もできる廃棄物の減容化方法及びその装置を提供す
ることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる本発明によれば、
廃棄物に水を添加して又は添加せずに、廃棄物を圧縮
し、圧縮により絞られた水分を蒸発させることを特徴と
する廃棄物の減容方法が提供される。また、本発明によ
れば、縦形密封容器内の下部に設けた下部加圧板と該容
器の上部に上下動可能に設けた上部加圧板の間に廃棄物
を充填し、上部加圧板の降下によって廃棄物を圧縮減容
する装置において、該容器の上部加圧板より上方部及び
下部加圧板より下方部に排気口を、上部及び下部加圧板
に通気孔を、該容器の周囲及び底部に加熱装置を夫々設
け、廃棄物を圧縮して下部加圧板を透過した水分を加
熱、蒸発可能としたことを特徴とする廃棄物減容装置が
提供される。

【０００８】

【作用】廃棄物中の紙は圧縮が困難であるが、水蒸気及
び／又は廃棄物に添加した水分で湿らせることにより容
易に圧縮可能となる。廃棄物中の水分は圧縮により絞ら
れて装置の底部に溜まるが、底部を加熱することで水分
は蒸発し、装置内を上昇しながら紙くずを湿らせ、装置
上部の排気口から排出される。廃棄物及び圧縮により絞
られた水分等を加熱蒸発させることにより無臭化と消毒
がなされる。

【０００９】表１に示した家庭からのゴミの内で、植物
性生ゴミ、革、ゴムは常温でも柔らかく、プラスチック
は常温では硬くても、１５０℃程度に加熱することによ
り殆んどのものは軟化して柔らかくなり、圧縮が可能で
あるが、紙は加熱しても軟化せず圧縮は困難である。減
容化の点からは、木や骨等はある程度嵩比重が高く圧縮
する必要性はないが、紙を如何にして圧縮するかが家庭
からのゴミの減容化の鍵となる。紙くずを圧縮するため
の圧力は、丸めた乾燥新聞紙を用いて実験したところ、
紙くずを体積２０％に圧縮するには２００ｇ／ｃｍ² の
圧力が必要であり、圧縮面積を直径３０ｃｍの円とすれ
ば、１４１ｋｇの荷重が必要である。紙は加熱しても軟
化せず、２３０℃付近で発火するので、上記の荷重は温
度を上げても紙が発火するまでは余り変わらない。とこ
ろが、紙くずを水で湿らせて柔らかくすると、体積を２
０％に圧縮するための圧力はわずか１１ｇ／ｃｍ² に過
ぎないことが分かった。本発明はこの知見に基づくもの
である。

【００１０】本発明の廃棄物の減容化方法は、廃棄物を
水を添加して又は添加せずに加熱圧縮するものである
が、添加した水及び水蒸気の作用は紙を圧縮可能とする
ものである。水蒸気としては、廃棄物を圧縮することに
より絞られる水分及び廃棄物中残存する水分を加熱する
ことによって発生する水蒸気が用いられるが、廃棄物中
の水分含有量が、乾燥廃棄物の１０重量％未満では紙く
ずの圧縮が困難となるので、水を後添加することが好ま
しい。廃棄物中の水分と添加水の合計量が多い程紙くず
の圧縮は容易となるが、圧縮により絞られる水分が多過
ぎ、該水分を煮沸、蒸発させるために熱効率が低下する
ので、多くとも該合計量は乾燥廃棄物の２００重量％以
下が望ましい。

【００１１】このような状態で廃棄物を圧縮するには、
１〜２０ｇ／ｃｍ² の圧力が必要である。１ｇ／ｃｍ²
未満では減容化は不十分となり、２０ｇ／ｃｍ² を超え
ると装置を小型化することが困難となり好ましくない。
廃棄物を圧縮するためには、プラスチックを柔らかくす
ることと紙くずを湿らせるために加熱することが必要で
あり、加熱温度は１５０〜３００℃の範囲が好ましい。
１５０℃未満では水蒸気の発生やプラスチックによって
は軟化が不十分であり、また、廃棄物の消毒効果も不十
分となる。３００℃を超えると廃棄物の分解が生じ易く
なり、発生ガス量も多くなるので好ましくない。家庭か
らのゴミを上記方法で処理すると、場合により発生ガス
には臭気があったり、また、塩化水素ガス等の有毒ガス
が含まれることがあるので、発生ガスをそのまま排気す
ることは好ましくない。発生ガス中の臭気成分は、熱分
解（必要に応じ触媒を使用する）あるいは活性炭に吸着
させる等の方法により除去することができる。発生ガス
中に塩化水素ガスが含まれる場合や水蒸気が多量に含ま
れ臭気成分の熱分解効率が低下する場合には、予め発生
ガスを水槽を通過させて塩化水素ガスを吸収させ、水蒸
気を凝縮させた後に、熱分解や吸着に付することが望ま
しい。水槽の水はアルカリで中和した後放流される。廃
棄物として感染性医療廃棄物を処理し、凝縮水に菌やウ
ィルスが混入する恐れがある場合には、通常使用される
消毒剤を添加して消毒することが望ましい。

【００１２】本発明の方法を実施する装置としては、密
封可能な、例えば円筒状の、縦形容器内の下部に、充填
された廃棄物を圧縮可能に保持する固定式または可動式
下部加圧板と、該容器の上部には降下することにより廃
棄物を圧縮する上下動可能な上部加圧板とを有し、上部
及び下部加圧板の間に廃棄物が充填される。下部加圧板
には廃棄物の圧縮により絞られた水分や水蒸気が透過可
能な空隙が、上部加圧板には水、水蒸気及び発生ガスが
透過可能な空隙がそれぞれ設けられている。上部加圧板
の上方部には必要に応じ外部から給水を行うための配管
が設けられている。給水は上部加圧板の通気孔を通して
直接廃棄物に噴霧状に給水できるようにしても、上部加
圧板上に噴霧状等に給水して、加圧板の通気孔より廃棄
物に添加されるようにしたものであってもよく、給水の
仕方は特に制限されない。廃棄物から絞られる水分が多
過ぎる場合には、下部加圧板の下方部に設けた配管から
水蒸気を装置外へ排出し、蒸発を促進させることが好ま
しい。

【００１３】該容器の周壁及び底部壁は電熱ヒターや、
熱媒体の循環、場合によってはこれらと熱風循環を併用
する等によって加熱可能となっている。該容器の上部加
圧板よりも上方部、例えば、上蓋あるいは周壁上部等に
は排気口が設置されている。同様に、下部加圧板の下方
部、例えば下蓋にも排気口が設けられており、必要に応
じ使用される。排気口からの発生ガスは、必要に応じ
て、塩化水素ガスや水溶性ガスを補足し、水蒸気を凝縮
させるための水槽、有害ガスや臭気成分ガス等を吸着さ
せるための吸着槽、臭気成分ガス等を熱分解させるため
の加熱装置を経由させて、有害物質や臭気成分が除去さ
れて大気中に放出されるようになっている。加熱により
発生するガス量が多い場合には、水槽と加熱装置の間に
ブロアを設け、処理装置内を減圧にして強制排気を行う
ことが必要となる。

【００１４】上部及び下部加圧板に設けられた空隙（通
気孔）は、添加される水、発生水蒸気やその他のガス等
の発生ガスが通過できる空隙を有するものであれば特に
制限されず、例えば、加圧板に直径数ｍｍの孔を穿けた
もの、加圧板を格子状に成形したもの等が挙げられる。
また、上部加圧板は自重で降下するものでも、モーター
の回転、油圧や空気圧等を利用した駆動装置により作動
するものでもよい。特に、上部加圧板上方部より水を添
加する場合には、廃棄物中の紙くずは吸水して低荷重
（圧力）で容易に圧縮されるので、前記の紙くずの圧縮
に要する圧力を考慮して該加圧板の重量を最適値に設定
することにより、該加圧板の自重で加圧することが経済
的に好ましい。又、上記の空隙と共に各加圧板と装置内
壁との間も水蒸気が通過し易いように適当な隙間を設け
ておくことが好ましい。水蒸気の通過が困難な場合には
廃棄物の表面と内部に温度差が生じ、表面は水分が蒸発
して焦げるが、内部は水分が残り、消毒が不完全となる
可能性がある。 本発明の装置においては、装置内への
廃棄物の充填及び減容処理された廃棄物の排出の方法
は、以下の実施例に示すように装置は上蓋及び下蓋を有
し、廃棄物は上蓋を開けて充填し、下蓋を開けて処理さ
れた廃棄物を排出する方法等が挙げられるが、これ以外
の方法であってもよく、特に制限されない。又、上及び
下蓋の開閉も蝶番によって上方及び下方に開く方式、左
右に水平に回転して開く方式等が挙げられるが、これ以
外の方式であってもよい。

【００１５】

【実施例】以下に本発明装置の一例である図面に基づい
て本発明を具体的に説明する。 実施例１ 図１は、廃棄物５を投入し圧縮減容化するための加熱加
圧炉１と発生したガスを冷却して水蒸気を凝縮させると
同時に水溶性ガスを捕捉するための水槽２、炉内で廃棄
物を処理して発生した有機ガスを熱分解させ、無臭化さ
せるための消臭コンロ４から構成されている。ブロアー
３は必要に応じて設置される。加熱加圧炉１は、内容積
は４０リットル（内径３５ｃｍ）、廃棄物充填可能容積
は３０リットルの廃棄物を加熱下に圧縮する炉本体と、
その上下に鏡部分の容積が５リットルである内径３５ｃ
ｍ、深さ３１ｃｍの上蓋８及び下蓋９から構成される。
加熱炉の周（側）壁及び下蓋には加熱用電熱ヒーター
６、６´（炉全体で２ｋｗ）が設置され、断熱材７で被
覆されている。ヒーター５は封管中にヒーターを埋め込
んだものであり、下部加圧板にネジ等で着脱可能に取り
つけられている。

【００１６】上蓋８には上下に移動可能な上部加圧板
（直径３５ｃｍ、厚さ１５ｍｍ、重量８．５ｋｇの鉄
製）１０が自重で降下可能に上部加圧板吊り上げ・吊り
下げ装置１３によって吊り下げられており、下蓋９には
下部加圧板１１（直径３５ｃｍ、厚さ５ｍｍ）が固定さ
れている。両加圧板には、直径５ｍｍの孔が多数開けて
ある。上蓋８及び下蓋９にはステンレス製のフレキシビ
ルホース（排気口）１２Ａ、Ｂが取りつけられており、
フレキシビルホースＢには電磁弁１５が取りつけられて
いる。フレキシビルホース１２Ａ、Ｂは水槽２、消臭コ
ンロと連結されている。上蓋には噴霧給水口１４が設置
されている。上蓋と下蓋は、例えば左右に水平に開閉が
可能であり、上蓋は廃棄物の投入時に開け、下蓋は減容
処理物を炉外へ取り出す時に開けることができる。炉の
運転中は蓋は密封する。

【００１７】上記の図１の加熱加圧炉１を用いて病院の
事務室に設置されたごみ箱に投入されたごみを処理し
た。ごみの内容は紙くずが主体で、ジュース等の紙パッ
ク、コーヒー等の紙コップ等が混じっていた。上部加圧
板を、その底面が上蓋の底面と同一面となるように吊り
上げ、上記のごみ１１ｋｇを加熱加圧炉内に充填した。
上蓋を閉め、噴霧給水口より３００ｇの水を給水した
後、上部加圧板をごみ上に降ろし、自重で降下するよう
にした。電磁弁を開け、消臭コンロに点火してから電熱
ヒーターによる加熱を開始した。６５分後に炉内の温度
は２００℃に上昇し、該加圧板は最初の位置から２４ｃ
ｍ降下した。この温度を６０分保持した後加熱を停止
し、冷却を開始した。以上の処理の間、臭気も煙の発生
もなかった。冷却後、下蓋を左右に水平に回転させて開
け、加熱圧縮されたごみを取り出した。圧縮により絞ら
れた水分は全て蒸発していた。処理されたごみは、脆い
ブロック状となっており、ブロックを形成する紙くずは
薄茶色に少し変色していた。体積は６．５リットルと最
初の体積の２２％に減容し、重量は９８０ｇと最初の重
量の８９％に減量していた。臭気はわずかに紙の焦げた
臭いがするだけであり、悪臭はなかった。

【００１８】実施例２ 図１において、上部加圧板１０に設置したネジ棒を上蓋
８を貫通させ、上蓋の上部に設けたネジ棒に噛み合わせ
たハンドルを回転させることによって、該加圧板を上下
させるようにした以外は図１と同じ構成の加熱加圧炉を
用いて、病院の待合室のごみ箱に投入されたごみの処理
を行った。ごみの内容は雑多で、紙くず、牛乳やジュー
ス等の紙パック、ポリスチレン製透明トレー、ポリエチ
レン製袋、ペットボトル等であった。実施例１と同様に
して加熱加圧炉に上記ゴミを投入し、上部加圧板をごみ
面までハンドルを回転させて降下させ、加熱を開始し
た。６０分で炉内温度が２００℃に達したのでハンドル
を回転させて該加圧板を降下させたところ、最初の位置
から２４ｃｍまで降下した。更に４０分間加熱を続け、
炉内温度が２５０℃に達した時点でこの温度を１時間保
持した後、加熱を停止し、冷却を開始した。以上の処理
の間、煙の発生も、臭気の発生も認められなかった。冷
却後、加熱圧縮されたゴミを下蓋を回転させて開けて取
り出した。圧縮により絞られた水分は全て蒸発してい
た。処理されたごみは、脆いブロックとなっており、ブ
ロック内部の紙くずもこげ茶色にむらなく変色してい
た。含まれていたプラスチックは多少変形したペットボ
トルを除いていずれも原形を止めず淡褐色に変色した小
ブロックとなっていた。処理ごみは若干紙が焦げた臭い
がするだけで、悪臭はなかった。

【００１９】実施例３ 実施例２の装置を用い、家庭から出た生ごみ６ｋｇ（約
６リットル）とプラスチック製カップ、トレー、袋及び
フィルムに一部紙くずを含む東京都で不燃ごみと分類さ
れる廃棄物５２０ｇを充填して加熱加圧処理を行った。
電磁弁１５を閉め、消臭コンロ３に点火してから加熱を
開始した。３０分後に炉内温度が１００℃に達したの
で、ハンドルをまわして上部加圧板を降下させたとこ
ろ、最初の位置から１９ｃｍ降下した。この時、下蓋の
鏡部の温度も１００℃に達し、圧縮で絞られた水は沸騰
していた。２０分間沸騰させた後、電磁弁を開け蒸発し
た水分を排出させた。加熱開始から２時間後に炉内温度
が２００℃に達したので加圧板を降下させたところ、さ
らに７ｃｍ降下した。さらに３０分間加熱を続け炉内温
度が２２０℃に上昇したので、この温度を１時間保ち、
冷却を開始した。以上の処理の間、けむりの発生も、臭
気の発生もなかった。冷却後、下蓋を回転させて開け、
処理ゴミを取り出した。処理ごみは、脆いブロックとな
っており、ブロック内部の生ごみ中の繊維質はむらなく
こげ茶色になっていた。生ごみ中の魚の骨は原形を保っ
ていたが、プラスチックは原形を止めず、黄色に変色し
たブロックと化していた。下蓋部の水分は全て蒸発して
いた。処理ごみの体積は４．８リットルと最初の体積３
０リットルの１６％に減容し、重量は２．０ｋｇと最初
の重量の３１％に減量していた。処理ごみは殆んど臭い
がなかった。

【００２０】

【発明の効果】以上の本発明によれば、紙くずを含む廃
棄物の減容化が容易となり、無臭化、消毒も達成され
る。本発明の装置は小型化が可能であるので家庭や診療
所からの廃棄物の減容処理に適している。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の廃棄物減容装置の一例を示す。

【符号の説明】

１：加熱加圧炉 ２：水槽 ３：ブロアー ４：消臭コンロ ５：廃棄物 ６、６´：電熱ヒーター ７：断熱材 ８：上蓋 ９：下蓋 １０：上部加圧板 １１：下部加圧板 １２Ａ、Ｂ：フレキシビルホース １３：上部加圧板吊り上げ、吊り下げ装置 １４：噴霧給口 １５：電磁弁

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 廃棄物を加熱下に圧縮し、圧縮により絞
   られた水分を蒸発させることを特徴とする廃棄物の減容
   方法。
2. 【請求項２】 廃棄物に水を添加して加熱下に圧縮する
   請求項１に記載の廃棄物の減容方法。
3. 【請求項３】 加熱温度が１５０〜３００℃である請求
   項１乃至２に記載の廃棄物の減容方法。
4. 【請求項４】 発生ガスを水槽を通した後に熱分解させ
   る請求項１乃至３記載の廃棄物の減容方法。
5. 【請求項５】 縦形密封容器内の下部に設けた下部加圧
   板と該容器の上部に上下動可能に設けた上部加圧板との
   間に廃棄物を充填し、上部加圧板の降下によって廃棄物
   を圧縮減容する装置において、該容器の上部加圧板より
   上方部及び下部加圧板より下方部に排気口を、上部及び
   下部加圧板に通気孔を、該容器の周囲及び底部に加熱装
   置を夫々設け、廃棄物を圧縮して下部加圧板を透過した
   水分を加熱、蒸発可能としたことを特徴とする廃棄物減
   容装置。
6. 【請求項６】 上部加圧板を自重で降下させる請求項５
   に記載の廃棄物減容装置。
7. 【請求項７】 上部加圧板を駆動装置により降下させる
   請求項５に記載の廃棄物減容装置。
8. 【請求項８】 該容器の上部加圧板の上方部より給水を
   可能とした請求項５乃至６に記載の廃棄物減用装置。
9. 【請求項９】 該容器からの発生ガスを上部加圧板の上
   方部及び下部加圧板の下方部より排出可能とした請求項
   ５乃至８に記載の廃棄物減用装置。
10. 【請求項１０】 該容器の内容積が５００リットル以下
    である請求項５乃至９に記載の廃棄物減容装置。