JPH08224559A - 廃棄物最資源化の方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は可燃ゴミを選別し、高水分可燃ゴミ
と堆肥化で排出される堆肥化残渣を効率よい炭化処理に
より再資源化し、なおかつ固形燃料化に最適な低水分可
燃ゴミと炭化排ガスからガス燃料の回収が提供できる。 【構成】 本発明の廃棄物の最資源化方法は、選別機１
で可燃ゴミ主体の廃棄物を高水分ゴミＢと低水分ゴミＤ
に選別し、高水分ゴミＢは堆肥化残渣Ｅと混合しながら
間接加熱式回転乾燥機５の外筒７の上部内を３９０℃以
下にたもちながら炭化し、また、選別機１で選別された
低水分可燃ゴミＤは成形により固形燃料化し、さらに、
炭化排ガス中の熱分解ガスＩをガス燃料として回収する
ことを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の目的】

【産業上の利用分野】本発明は、廃棄物の最資源化方法
に関するものである。

【０００２】

【発明の背景】地球規模の環境汚染問題と化学肥料使用
から有機農業への見直し、環境問題で焼却処理に比較し
汚染負荷が少ない堆肥化処理は、廃棄物に価値をあたえ
る意義ある資源化方法であるが、都市ゴミの堆肥化処理
は、臭気問題と良質な堆肥化生産が大きな課題となり推
進されていない。良質な堆肥にすると選別が厳選され堆
肥残渣が増加し、埋立て処理となり最終処分地の短命化
と臭気発生が最大の課題となっている。

【０００３】都市ゴミ堆肥化の実施状況における堆肥残
渣率（残渣量÷処理量）は、生ゴミ専用で平均２４％
で、混合ゴミの場合は３０％以上となっている。（文献
名；都市清掃第４６巻第１９７号５９Ｐ『堆肥化実施都
市の処理状況について』） 堆肥化残渣は腐敗臭が強く高水分で付着性があり、焼却
や乾燥処理では多量の燃料が必要となり、処理費が高価
になり、ほとんどの堆肥化残渣が埋立地に投棄されてい
る。

【０００４】都市ゴミ堆肥化の実施状況における堆肥製
品化率（製品量÷処理量）は、最大で５４％、最小２％
であり、平均すると２０％となっている。（文献名；都
市清掃第４６巻第１９７号５９Ｐ『堆肥化実施都市の処
理状況について』） 処理物の平均８０％が堆肥製品以外で排出し、ほとんど
が二次公害の原因になり、低い生産効率で堆肥化設備の
推進をさまたげている。

【０００５】都市ゴミ堆肥化では、一次選別で生ゴミと
可燃物ゴミに選別し、可燃物ゴミの再資源化として固形
燃料化されている。固形燃料化では、可燃ゴミの水分を
３０％Ｗ．Ｂ．以下にしないと固形化が充分にできない
ため、固形化前に可燃ゴミを乾燥している、そのため燃
料を製造するのに多量の乾燥燃料費を使用するため再資
源化の意義がなく、また、乾燥で発生する臭気対策も必
要となり大きな課題を残している。

【０００６】

【発明が試みた技術的事項】本発明はこれらの背景を考
慮してなされたものであって、堆肥化残渣のような高水
分で付着性の強いものから、可燃ゴミの低い温度で着火
し粘結物や塊となりやすい合成樹脂などでであっても、
間接加熱式乾燥機の外熱で一定温度にたもたれた回転ド
ラム内では燃焼状態や付着をおこさず炭化されることを
実験的に確認し、本発明の完成にいたったものである。
また、選別された高水分の可燃ゴミを堆肥化残渣の炭化
に混合使用し、残った低水分の可燃ゴミを乾燥せずに固
形化が容易にできる開発を試みたものでものである。さ
らに、炭化排ガス中から熱分解ガスをガス燃料として回
収する開発を試みたものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】都市ゴミで分別収集や
機械選別がなされているが完全な選別は困難であり異物
の混入は避けられない、堆肥化の製品選別で堆肥残渣が
排出されることを前提として堆肥残渣を有効的に再資源
化する必要があり、また、可燃ゴミの固形燃料化では成
形に必要な低水分ゴミとするための乾燥用燃料を使用せ
ず固形化するのが廃棄物の最資源化における堆肥化・固
形燃料化の最大の課題である。本発明は、これらの課題
を解決するためになされたものである。

【０００８】

【発明の構成】

【課題を達成するための手段】この発明は前記に記した
目的を達成するため、廃棄物から生ゴミなどを選別した
可燃ゴミ主体の廃棄物を、高水分と低水分に選別し最資
源化することを特徴としている。また、高水分可燃ゴミ
と堆肥化で排出される堆肥化残渣を混合し、間接加熱式
回転乾燥機の外筒を３９０℃以下にたもちながら炭化処
理により最資源化することを特徴としている。さらに、
低水分可燃ゴミを成形により固形燃料化し、炭化排ガス
中の熱分解ガスをガス燃料化により最資源化することを
特徴としている。本発明は、以上の手段をもって前記目
的を達成しようとするものである。

【０００９】

【発明の作用】本発明の選別についてみると、廃棄物中
を寸法差で選別すると小さいものが生ゴミ主体となり、
大きなものは紙、木および合成樹脂などの可燃ゴミ主体
に選別される、本発明では破砕された廃棄物を使用する
ので可燃ゴミは一定の大きさであり、この可燃ゴミを質
量差で選別すると付着物の水分が質量差分離となり、高
水分と低水分の可燃ゴミに選別される。また、可燃ゴミ
は水分２５％Ｗ．Ｂ．を中心に分離すると効率的に選別
処理できる。

【００１０】本発明の堆肥残渣と高水分可燃ゴミの混合
についてみると、供給機に落とし込まれた堆肥化残渣と
可燃ゴミは混合しながら間接加熱式回転乾燥機内に直接
投入されている、可燃ゴミが貯蔵、排出及び供給の機械
部分で付着物を清掃し架橋現象（ブリッヂ）の破壊によ
り回転乾燥機内に均等な分散投入され、塊にならず炭化
ムラのフイードバックが不要で、均一な炭化で効率よく
処理できる。また、炭化開始時において、堆肥残渣の蒸
発水ガスが回転乾燥機内に充満し外部空気が流入できな
い状態となり、空気が制限された炭化に最適な条件が形
成され、危険性のない連続運転ができる。

【００１１】本発明の間接加熱式乾燥機の操業方法につ
いてみると、回転筒と外筒間の温度を３９０℃以下にた
もっているので、回転筒内で発火による燃焼状態になら
ず、安全で経済的な炭化処理ができる。また、間接加熱
式回転乾燥機の加熱は、輻射熱を充分吸収できるように
回転筒下部に直接設けてあり、回転筒内の下部に輻射熱
をあたえ、熱効率が高い運転ができる。

【００１２】本発明の選別における低水分可燃ゴミにつ
いてみると、選別機の選別では可燃ゴミの水分が２５％
Ｗ．Ｂ．を中心に分離されており、可燃ゴミを固形燃料
化に成形する最適な水分３０％Ｗ．Ｂ．以下であり、成
形前の乾燥が必要なく、固形燃料が経済的に製造でき
る。

【００１３】本発明の炭化排ガスについてみると、炭化
処理の原料に可燃ゴミを混合することにより炭化排ガス
中に高い発熱量がある熱分解ガスが発生する、炭化排ガ
ス回収は回転筒の投入側と排出側の二方向で回収をおこ
なう、回転筒の投入側からでる蒸発水分ガス主体の回収
量を調整することによって、回転筒の排出側からでるガ
スの熱分解ガス割合を調整できるので、燃料ガスとして
充分使用できるガスが安全に回収でき、炭化処理の加熱
用や蒸発水分の脱臭用燃料として使用し、化石燃料を使
用しない省エネルーギー運転ができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を実施するための処理工程につ
いて、図面に基づいて具体的に説明し、その装置の構成
図で作動状態について本発明を説明いたします。本発明
の実施例で使用した廃棄物は、都市ゴミを一般ゴミ、資
源物、埋立ゴミおよび粗大ゴミの４分別収集方式で収集
された一般ゴミを対象としたが、なお、生ゴミ、紙くず
とビニールなどを主体にした一般ゴミであればよい。

【００１５】本発明を実施するための従来の処理工程を
図１に示しました、これは都市ゴミの堆肥化・固形燃料
化の実施例であり、廃棄物を破砕後、金属や粗大物が除
去され、選別機１で堆肥化用の生ゴミＣ、可燃ゴミＤ’
と不燃物Ｂ’に分離する、このため、可燃ゴミＤ’の固
形燃料化Ｇでは成形に必要な乾燥の燃料Ｌ’が必要とな
る。

【００１６】本発明の実施例の処理工程を図２に示しま
した、選別機１の堆肥用の生ゴミＣは従来通りに選別し
堆肥用として使用される、従来は図１の可燃ゴミＤ’と
不燃物Ｂ’の選別方法であるが、廃棄物の可燃ゴミの水
分２５％を中心に分離した高水分可燃ゴミＢと低水分可
燃ゴミＤに選別する。

【００１７】図３の符号１に示すのが選別機であり、堆
肥化用の生ゴミＣは寸法差で、可燃ゴミの低水分Ｄおよ
び高水分Ｂは質量による選別方式を１台の装置で３種類
に選別される、図３の選別機１の構造は傾斜振動板２を
振動させ、傾斜振動板２に径３ｃｍの多数の小穴が設け
てあり、この小穴から落ちた廃棄物が堆肥化用の生ゴミ
Ｃとして回収される、傾斜振動板２に残った廃棄物は傾
斜板上部より軽い廃棄物で低水分の可燃ゴミＤを回収
し、傾斜板下部より重たい廃棄物で高水分の可燃ゴミＢ
が回収される。なお、図３に示した選別機１は、寸法差
と質量差の選別が分離形式の選別機でもよい。

【００１８】図３の符号５に示すのが間接加熱式乾燥機
であり、供給機３に堆肥残渣Ｅと高水分可燃ゴミＢが投
入されスクリュー４で攪拌混合されなが回転筒６に定量
で供給される。回転筒６は２〜８ｒｐｍで回転してお
り、外筒７の中を燃焼装置１３と温度調節計１７で３９
０℃以下に加熱し、回転筒６に供給されたものは２０〜
５０分のあいだ攪拌接触加熱されながら、投入側８から
排出側９のあいだに炭化する方式であり、炭化処理され
た炭化製品Ｆは製品排出口１０より排出する。回転筒６
内で発生する熱分解ガスＩを排出側フード９から熱分解
ガス送風機１６で適宜の量を燃焼装置１３に送りガス燃
料として燃焼させる、残りの蒸発水ガスＪは投入側フー
ド８から蒸発水ガス送風機１５で調整し排気させる、一
例として１／３を熱分解ガスＩで回収し、２／３を蒸発
水ガスＪで排気する。なお、燃焼装置１３は、回転筒６
の下部に単数または複数を設ける。

【００１９】本発明の廃棄物の最資源化は以上の構造を
有する機器装置を用いて実現するものであり、以下のよ
うにして作動して廃棄物の最資源化をおこなう。まず作
業開始にあたっては、破砕選別した生ゴミ、紙くず、木
および合成樹脂などを主体とした廃棄物Ａを選別機１に
２，０００Ｋｇ／Ｈを定量供給すると、廃棄物Ａは選別
機１の傾斜振動板２にあけられた径２ｃｍの多数の小穴
を通過し、生ゴミを主体とした生ゴミＣが９２０Ｋｇ／
Ｈの割合で回収され堆肥化に最適な廃棄物となる。ま
た、堆肥化で異物混入３％以下の堆肥を製造するのに堆
肥選別をおこない、堆肥製品回収した後に、堆肥残渣Ｅ
が６６０Ｋｇ／Ｈの割合で排出されます。

【００２０】次に、寸法差で排出された以外の可燃ゴミ
を主体とした廃棄物は、選別機１の傾斜振動板２の傾斜
と振動で選別される、傾斜振動板２で傾斜と振動より自
重がないものである水分を含まない紙くず、木くずおよ
び合成樹脂などが上部より排出され低水分可燃ゴミＤが
３７０Ｋｇ／Ｈの割合で回収される、これは水分が平均
２５％Ｗ．Ｂ．以下であり低密度成形できる範囲であ
り、合成樹脂系が平均６０％の割合で含まれており発熱
量５，０００Ｋｃａｌ／Ｋｇ以上の高発熱量の固形燃料
が製造できる、なお、高密度成形をおこなう場合も少量
の乾燥燃料費で固形燃料化できる。従って、上記選別で
傾斜振動板２で傾斜と振動より自重が重い、水分を２５
％Ｗ．Ｂ．以上含む高水分可燃ゴミＢが７１０Ｋｇ／Ｈ
の割合で排出される。

【００２１】以上の廃棄物の最資源化で排出される、堆
肥残渣Ｅの６６０Ｋｇ／Ｈと高水分可燃ゴミＢの７１０
Ｋｇ／Ｈで残渣物が１，３７０Ｋｇ／Ｈの割合となる、
これを間接加熱式回転乾燥機５に供給機３で回転筒６に
定量供給する、回転筒６は３９０℃以下に外側から加熱
され、回転筒６の中は蒸発水で飽和状態となり空気流入
がない無酸素状態を形成しており、回転筒６の投入側８
から排出側９のあいだで攪拌接触加熱によって炭化さ
れ、炭化製品Ｆが２０５Ｋｇ／Ｈの割合で製品排出口１
０から取り出される。なお、炭化中の温度は、回転筒６
と外筒７間の上部の温度調節計で燃焼装置１３の燃焼量
を調節し、回転筒６の投入から排出まで全面を３４０〜
３９０℃にたもっている。ここで、回転筒６は投入から
排出まで全面に加熱されているので炭化速度が早く、ま
た、燃焼装置１３は回転筒６の下部に設けてあるので輻
射熱の有効的な利用により、接触加熱で表面が瞬間炭化
され回転筒６の内壁への付着をおこさないで造粒状態と
なり、回転筒６内で浮遊状態を形成することが少なく、
このことも炭化速度を早めている。

【００２２】間接加熱式回転乾燥機５による生成物は、
再資源化製品の炭化製品Ｆと炭化排ガスである、炭化製
品Ｆは製品排出口１０から２０５Ｋｇ／Ｈの割合で回収
される、一方の炭化排ガスには熱分解ガスＩが含まれて
おり、この回収処理をおこない燃焼装置１３でガス燃料
として燃焼する、そして、残りの蒸発水ガスＪは燃焼装
置１３で熱分解ガスＩが熱量過剰の場合に基発水ガス送
風機１５で燃焼装置１３に送り燃焼処理し、残りは排気
する。本発明の廃棄物の最資源化方法は、以上に述べた
構成と方法により、廃棄物Ａを堆肥製品Ｈおよび固形燃
料製品Ｇの経済的に原料の選別をおこない、その排出さ
れる堆肥残渣Ｅと高水分可燃ゴミＢを炭化処理し、炭化
製品Ｆを生成する。

【００２３】本発明の完成にいたるのに、堆肥残渣Ｅと
高水分可燃ゴミＢのような高い水分で付着しやすく、低
温度で発火する混合物であっても、各機器装置内の付着
や付着残りによるトラブルがなく、間接加熱式回転乾燥
機５内で燃焼状態にならず、互いに付着による塊を生ず
ることなく、均一に炭化できることを実験的に確認し
た。廃棄物の種類別において、安定した炭化処理ができ
る回転筒６の加熱温度を参考として下表に示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【発明の効果】この発明による廃棄物の選別方法は、従
来から寸法差方式により生ゴミと可燃ゴミに選別され生
ゴミは堆肥化の原料として使用されていた、この可燃ゴ
ミを質量差方式で低水分可燃ゴミＤと高水分可燃ゴミＢ
に選別し、廃棄物から埋立に投棄するものを一切出さず
ケミカルリサイクルを含めた省エネルギーで全量を最資
源化する方法であり、従来の最大の問題点を解決し、廃
棄物の再資源化に貢献するものである。

【００２６】また、前記選別で排出される高水分可燃ゴ
ミＢと堆肥化で排出される堆肥化残渣Ｅは、乾燥や焼却
では多量の燃料を必要とし機械装置トラブルが多く埋立
地に投棄されている、この発明では堆肥化残渣Ｅと高水
分可燃ゴミＢを混合し、間接加熱式乾燥機５で炭化をお
こなった、堆肥化残渣Ｅに高水分可燃ゴミＢを混合する
ことによりビニール系の混入で機械装置の付着やブリッ
ヂによるトラブルがなく、均一な炭化処理ができるよう
になり、また、回収された炭化製品は土壌改良材、路盤
材や燃料として広い用途で使用できる最資源化と最終処
分場の延命化にも大きく貢献できる。

【００２７】さらに、水分を含んだ廃棄物を供給するの
で間接加熱式乾燥機の回転筒内で蒸発水ガスが充満し、
外部空気が流入しない無酸素状態を形成することで、最
適な炭化条件で連続操業できる。さらにまた、合成樹脂
系の熱分解温度は４２０℃以上であるが、堆肥化残渣と
高水分可燃ゴミＢ混合では加熱温度３９０℃以下で炭化
できるので危険性がなく、安全で経済的に炭化処理がで
きる。

【００２８】これらのほか、低水分可燃ゴミＤは固形燃
料を製造するために乾燥燃料Ｌ’を多量に使用していた
ものが必要なく成形できるので、燃料を製造するのに化
石燃料を多量に使用するようなことにならず、省エネル
ギーに最大の貢献ができる。

【００２９】さらに、炭化排ガス中に含む熱分解ガスＩ
を回収する際に、間接加熱式回転乾燥機５の投入側８と
排出側９からの排ガス風量を調整して、熱分解ガスをガ
ス燃焼できるガス燃料として安全に回収し、ガス燃料は
間接加熱式回転乾燥機５の燃焼装置１３に送りガス燃料
として使用できるので、化石燃料を使用しない炭化処理
ができる。以上の構成から、炭化処理は無酸素状態の運
転で排出ガス量やばいじん量が極端に少なく、分解ガス
は供給空気が管理されたバーナーで燃焼するのでダイオ
キシンを含めた有害ガスの発生も低減化され、二次公害
の少ない、省エネルギーで都市ゴミなどの廃棄物の再資
源にいちじるしく貢献できることとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例で使用した従来の処理工程図
である。

【図２】本発明で実施した処理工程図である。

【図３】本発明による実施の１例を骨格的に示した正面
構成図である。

【符号の説明】

１ 選別機 ２ 傾斜振動板 ３ 供給機 ４ 間接加熱式回転乾燥機 ５ 回転筒 ６ 外筒 ７ 投入側フード ８ 排出側フード ９ 製品排出口 １０ 乾燥機駆動装置 １１ 回転筒受装置 １２ 燃焼装置 １３ 補助燃料パーナー １４ 蒸発水ガス送風機 １５ 熱分解ガス送風機 １６ 温度調節計 １７ 風量調整バルブ Ａ 廃棄物 Ｂ 高水分可燃ゴミ Ｂ’ 不燃物 Ｃ 生ゴミ Ｄ 低水分可燃ゴミ Ｄ’ 可燃ゴミ Ｅ 堆肥残渣 Ｆ 炭化製品 Ｇ 固形燃料製品 Ｈ 堆肥製品 Ｉ 熱分解ガス Ｊ 蒸発水ガス Ｋ 燃焼排ガス Ｌ 着火燃料 Ｌ’ 燃料

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０３Ｈ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可燃ゴミを主体とした廃棄物を高水分と
   低水分に選別することを特徴とする廃棄物最資源化の方
   法。
2. 【請求項２】 堆肥化の堆肥化残渣と高水分可燃ゴミを
   混合し、間接加熱式回転乾燥機で炭化することを特徴と
   する請求項１記載の廃棄物最資源化の方法。
3. 【請求項３】 間接加熱式回転乾燥機の外筒を３９０℃
   以下にたもちながら炭化することを特徴とする請求項１
   または２記載の廃棄物再資源化の方法。
4. 【請求項４】 低水分可燃ゴミを固形燃料化の原料に使
   用することを特徴とする請求項１、２または３記載の廃
   棄物再資源化の方法。
5. 【請求項５】 炭化排ガス中の熱分解ガスをガス燃料と
   して回収することを特徴とする請求項１、２、３または
   ４記載の廃棄物最資源化の方法。