JPH09168773A - 廃棄物処理システム及び廃棄物処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 有機物を含む廃棄物の完全処理が可能であ
り、制御しやすいい廃棄物処理システムを提供する。 【解決手段】 有機物を含む廃棄物を粉砕する粉砕機１
０１と、粉砕された前記廃棄物を異臭を含む気化物とそ
の他の固形物とに分けるための加熱器１０３と、前記気
体物が通過する通路に電磁誘導で加熱される発熱体を配
設し、この発熱体の表面部分の全部又は一部を触媒で形
成し、前記気化物に含まれる異臭成分を触媒作用と加熱
作用で分解するための触媒加熱器１０４と、を備えてな
る廃棄物処理システムであり、廃棄物を粉砕機１０１で
粉砕し、加熱器１０３で異臭を含む気化物とその他の固
形物とに分け、特に異臭を含む気化物は電磁誘導加熱に
よる触媒加熱器１０４で効率よく処理するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機物を含み、そ
のままでは異臭を発する廃棄物を処理するための廃棄物
処理システム及び廃棄物処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】食堂あるいは食品工場等においては、残
飯等の有機物を含む廃棄物が大量に発生する。このよう
な廃棄物は回収から焼却に至るまでに異臭を放ち、公害
の原因になっている。そのため、このような廃棄物が発
生する場所で、無害化して処理するための廃棄物処理シ
ステムが求められるようになった。このニーズに答える
廃棄物処理システムの従来例としては、微生物を使った
ものや、焼却炉を使ったものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、微生物
を使ったものは大量処理に不向きであり、システム制御
が難しいという問題点があり、焼却炉を使ったものは、
焼却段階において異臭を発生するという問題点がある。

【０００４】そこで本発明は、有機物を含む廃棄物の完
全処理が可能であり、制御しやすいい廃棄物処理システ
ム及び廃棄物処理方法を提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ために、本発明のうちで請求項１記載の発明は、有機物
を含む廃棄物を粉砕する粉砕機と、粉砕された前記廃棄
物を異臭を含む気化物とその他の固形物とに分けるため
の加熱器と、前記気体物が通過する通路に電磁誘導で加
熱される発熱体を配設し、この発熱体の表面部分の全部
又は一部を触媒で形成し、前記気化物に含まれる異臭成
分を触媒作用と加熱作用で分解するための触媒加熱器
と、を備えてなる廃棄物処理システムである。廃棄物は
粉砕機で処理しやすい大きさに粉砕され、加熱器で異臭
を含む気化物とその他の固形物とに分けられ、特に異臭
を含む気化物は電磁誘導加熱による触媒加熱器で効率よ
く分解処理される。

【０００６】請求項２記載の発明は、請求項１の粉砕器
に、オゾンなどの酸化剤注入器を接続し、粉砕途中の廃
棄物を酸化するようにしたものである。粉砕途中で異臭
成分の相当部分が酸化される。

【０００７】請求項３記載の発明は、請求項１又は２に
おける加熱器からの前記固形物に対する焼却手段が付設
されものである。加熱器からの固形物はそのまま焼却さ
れ、灰分となる。

【０００８】請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の
いずれかにおける触媒加熱器に、異臭成分が分解された
気化物を部分的に抜き出す逃がし弁を設け、この分解さ
れた気化物が前記触媒加熱器を循環するようにしたもの
である。異臭成分を含む気化物が繰り返し処理され、新
たに加わった気化物に相当する量の分解処理済み気化物
が逃がし弁から抜き出される。

【０００９】請求項５記載の発明は、請求項１記載のシ
ステムに対応する方法であって、有機物を含む廃棄物を
粉砕する工程と、粉砕された前記廃棄物を加熱して異臭
を含む気化物とその他の固形物とに分ける工程と、前記
気体物が通過する通路に電磁誘導で加熱される発熱体を
配設し、この発熱体の表面部分の全部又は一部を触媒で
形成した触媒加熱器を用い、前記気化物に含まれる異臭
成分を触媒作用と加熱作用で分解する工程と、を含んで
なる廃棄物処理方法である。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を参照しつつ説明する。図１は本発明の廃棄物処理シス
テムの機器構成図である。

【００１１】図１において、１０１は廃棄物粉砕機であ
り、１０２は酸化剤注入器であり、１０３は廃棄物加熱
器であり、１０４は触媒加熱器であり、１０５は逃がし
弁であり、１０６は焼却手段としての焼却炉である。逃
がし弁１０５からの気化物は凝縮させて排水路等に流す
ことができ、焼却炉１０６からの灰分は産業廃棄物とし
て埋立処分することができる。なお、廃棄物粉砕機１０
１の作動は、廃棄物を粉砕する工程に相当し、廃棄物加
熱器１０３の作動は、気化物と固形物との分離工程に相
当し、触媒加熱器１０４の作動は、気化物の分解工程に
相当する。

【００１２】粉砕機１０１は、大型ジューサーの如きも
のであり、回転羽根等で有機物を含む廃棄物を所定粒径
まで粉砕しどろどろ又はどろどろに近い状態にする。こ
の粉砕機は異臭が外部に漏れでないように密閉構造にし
ておくことが望ましい。

【００１３】この粉砕機１０１に、酸化剤注入器１０２
を接続し、粉砕された廃棄物内の異臭成分を予め酸化処
理しておくことが望ましい。注入器１０２で注入される
酸化剤として好適なものはオゾンである。市販のオゾン
発生器を粉砕機１０１に接続し、粉砕機１０１の容器の
底部からオゾンを吹き込み、オゾンとともに廃棄物を粉
砕混合すると、異臭成分の相当部分を酸化処理できる。
その結果、後述する触媒加熱器で処理すべき異臭成分が
少なくなる。

【００１４】加熱器１０３は、異臭成分を含む気化物と
その他の固形物とに分離するに用いられ、その一例を図
２及び図３により説明する。図２は加熱器１０３の構造
を示す斜視図であり、図３は加熱器１０３の伝熱部の断
面図である。この加熱器１０３は、伝熱部２０２、容器
２０３、放出部２０４、ワイパー２０６とを主要部分と
してなっている。

【００１５】容器２０３は例えば箱型であり、容器２０
３の側面の上側にダクト形状の排出部２０５が接続さ
れ、容器２０３の上面の中央に粉砕された廃棄物２１１
を容器２０３内に導くためのパイプ２２２が接続されて
いる。このパイプ２２２は容器２０３内で垂直に下がる
部分２２２ａを有し、垂下部分２２２ａの先端に廃棄物
２１１を分散して放出するための放出部２０４が取り付
けられている。

【００１６】容器２０３の下側の底には円形の伝熱部２
０２が設置されている。この伝熱部２０２は、図３に示
されるように、非磁性材料の支持台２０９の上に磁性材
料の板を置いて水平面２１０を形成したものである。水
平面２１０の形状は放出部２０４からの廃棄物２１１が
円形に放出されるのに合わせて円形になっており、周囲
にこぼれ防止の堰を設けてもよい。

【００１７】水平面２１０を形成する板を支持する支持
台２０９の内側に、所定数巻回した渦巻き状の誘導コイ
ル２０７が配設され、誘導コイル２０７には高周波電流
発生器２２０が接続され、伝熱部２０２の全体が電磁誘
導加熱装置として構成されている。この電磁誘導加熱装
置の構成によって、水平面２１０の全体が略均一に発熱
する。水平面２１０を構成する水平板の材質には耐蝕性
もあって強磁性体であるフェライト系の鉄鋼材料、例え
ば炭素鋼や珪素鋼等が用いられる。また支持台２０９に
は絶縁性のある非磁性のセラミックス等が用いられる。
前記水平面２１０を形成する板と誘導コイル２０７との
間隙には非磁性で断熱性のあるセラミックス等の絶縁体
２２１を配設する。なお、水平面２１０の加熱手段とし
て電磁誘導加熱装置に限らず、シーズヒータを埋め込ん
でもよい。

【００１８】高周波電流発生器２２０を作動させると、
誘導コイル２０７から磁力線が発生し、電磁誘導により
水平面を形成する水平板２１０に渦電流が流れる。この
時発生するジュ−ル熱により、水平面２１０は瞬間に加
熱される。廃棄物２１１はパイプ２２２を通じて、容器
２０３の上側中央に導かれる。パイプ２２２の垂下部２
２２ａの先端に設置された放出部２０４より伝熱部２０
２の水平面２１０へ廃棄物２１１を均等に分散して放出
する。水平面２１０に形成された廃棄物２１１に電磁誘
導加熱による熱が伝達され、異臭を含む気化物とその他
の固形物に分離される。水平面２１０よりの気化物２１
３は排出部２０５に導かれ、次に述べる触媒加熱器へと
排出される。

【００１９】伝熱部２０２の水平面２１０に残る固形物
の除去手段としてワイパ−２０６が配設されている。図
示されない駆動装置でこのワイパ−２０６を往復駆動さ
せ、水平面２１０の表面に残る固形物を除去する。この
固形物は次に述べる焼却炉へと運ばれる。

【００２０】つぎに、排出部２０５からの異臭を含む気
化物を処理する触媒加熱器１０４の具体的構成を説明す
る。触媒加熱器１０４は、図４に詳細に図示されるよう
に、流体通路を形成する非金属パイプ１１内に、発熱体
１２を収納し、パイプ１１の外周にワーキングコイル１
３を巻き付けたものである。

【００２１】パイプ１１の両端には、管５１，５２、短
管５３，５４、フランジ５５，５６とが順に接続されて
いる。この短管５３，５４との間に、ＦＲＰ、フッ素樹
脂、セラミック等の非磁性材料のパイプ１１が連結され
ている。コイル１３はリッツ線を撚り合わせたものであ
り、パイプ１１の外周に巻回されるか、又はパイプ１１
の肉厚内に巻回して埋設される。なお、４は交流電源２
０を高周波電源に変換するインバータの如き高周波電流
発生器であり、３０は発熱体１２の支持部材であり、３
５は壁流防止用のストッパ部材である。

【００２２】図５はパイプ１１内に組み込まれる発熱体
１２の構造を示している。ジグザグの山型に折り曲げら
れた第１金属板２２と平たい第２金属板２１とを交互に
積層し、全体として円筒状の積層体となった発熱体１２
に形成したものである。この第１金属板２２や第２金属
板２１の材質としては、強磁性体であって耐蝕性も兼ね
備えたＳＵＳ４４７Ｊ１の如きマルテンサイト系ステン
レスが用いられる。そして、第１金属板２２の山（又は
谷）は中心軸２４に対して角度αだけ傾くように配設さ
れ、第２金属板２１を挟んで隣り合う第１金属板２２の
山（又は谷）は交差するように配設されている。そし
て、隣り合う第１金属板２２における山（又は谷）の交
差点において、第１金属板２２と第２金属板２１がスポ
ット溶接で溶着され、電気的に導通可能になっている。

【００２３】手前側の第２金属板２１と第１金属板２２
との間には、角度αだけ傾いた第１小流路２７が形成さ
れ、次の第２金属板２１と第１金属板２２との間には、
角度−αだけ傾いた第２小流路２８が形成される。この
第１小流路２７と第２小流路２８は角度２×αで交差し
ている。また、第１金属板２２や第２金属板２１の表面
には、流体の乱流を生じさせるための第３小流路として
の孔２６が設けられている。さらに、第１金属板２２や
第２金属板２１の表面は平滑ではなく、梨地加工又はエ
ンボス加工によって微小な凹凸が施されている。この凹
凸は山（又は谷）の高さに比較して無視できる程度に小
さい。

【００２４】さらに第２金属板２１と第１金属板２２の
表面には、蒸着により白金等の触媒金属２９が付着して
おり、発熱体１２は触媒反応器としても作動するように
なっている。なお、触媒金属２９の付着方法には種々の
ものがあり、爆着や溶接によるものであってもよい。更
に、金属板２１、２２の全体を触媒金属で形成すること
もできる。

【００２５】コイル１３に高周波電流を流して積層体の
発熱体１２に高周波磁界を作用させると、電磁誘導によ
り第１金属板２２と第２金属板２１の全体に渦電流が生
じ、積層体１２が発熱する。このときの温度分布は、第
１金属板２２と第２金属板２１の長手方向に延びた目玉
型となり、周辺部より中心部の方が発熱し、中央部を流
れようとする流体の加熱に有利になっている。

【００２６】また、発熱体１２内には交差する第１小流
路２７と第２小流路２８が形成され、周辺と中央との拡
散が行われ、加えて第３小通路を形成する孔２６の存在
によって、第１小流路２７と第２小流路２８間の厚み方
向の拡散も行われる。したがって、これらの小流路２
７、２８によって発熱体１２の全体にわたる流体のマク
ロ的な分散、放散、揮散が生じる。加えて、表面の微小
な凹凸によってミクロ的な拡散、放散、揮散も生じる。
その結果、発熱体１２を通過する流体は略均一な流れに
なって、第１金属板２２及び第２金属板２１と流体との
均一な接触機会が得られる。

【００２７】この第１金属板２２及び第２金属板２１の
表面には触媒金属２９が付着しているため、パイプ１１
の下側から入る気化物１４は発熱体１２内の流体通路を
通過することで加熱と触媒反応が同時に行われ、処理後
の気化物１５となって排出される。発熱体１２の加熱面
積即ち触媒反応面積が大きいため、気化物１４の加熱と
同時に生じる触媒反応が促進される。

【００２８】なお、図６により他の発熱体の構造を説明
する。図６（ａ）は縦断面図、図６（ｂ）は横断面図を
示し、図４と同じ作動をする部分には同じ符号を付して
その説明を省略する。図５のように確実な分散・混合作
用が必要ではなく、構造簡単なものが求められる場合、
図６のように、強磁性材料製のパイプ１７ａを多数本積
層して（束ねて）発熱体１７を構成し、パイプ１７ａ自
体を触媒金属にするか、パイプ１７ａの内外の表面に触
媒金属を蒸着等で付着させたものである。このパイプ１
７ａ相互間には電気的に接続可能なように両端や途中に
おいてスポット溶接等が施されている。また、パイプの
積層に代わり、板材を格子状に積層し電気的に接続し、
触媒金属を表面に付着したものであってもよい。このよ
うな積層体の場合、流体が流れる小流路はパイプ１１の
軸方向に限定された規則的なものになっている。そのた
め、発熱体１７の前後に分散器３０，３１を設けること
が望ましい。この分散器３０，３１は図５同様の構造を
有するものを網材で形成したものであり、この分散器３
０を経た流体は略均一流となって発熱体１７に流れ込
み、発熱体１７からの流体は分散器３１を経て略均一流
となって流れ出る。

【００２９】図１に戻り、触媒加熱器１０４で処理され
た気化物は、循環路１０４ａを経て再び触媒加熱器１０
４に戻される。加熱器１０３からの気化物は循環路１０
４ａからの気化物と混合されて希釈される。希釈された
気化物が触媒加熱器１０４で分解処理される。触媒加熱
器１０４の加熱により気化物が過剰に加熱され、密閉状
態であると内部の圧力が高くなる。そこで、循環路１０
４ａに逃がし弁１０５が設けられている。この逃がし弁
１０５は逆Ｕ字型に曲げられたオリフィセス内蔵の配管
であってもよく、低圧のリリーフ弁であってもよい。加
熱器１０３から導入される気化物に相当する量の気化物
がこの逃がし弁１０５から蒸気又は熱水となって放出さ
れるが、異臭成分は分解されているので、そのまま排水
口に流すことができる。なお、逃がし弁から排出される
気化物に対する熱交換器を設け、熱回収することもでき
る。

【００３０】一方、加熱器１０３からの固形物は焼却手
段としての焼却炉１０６に運ばれ、焼却される。焼却炉
１０６には種々のものがあり、乾燥状態の固形物の状態
に応じて適切なものが選定される。焼却炉１０６で生じ
る灰分は埋め立て用等の一般廃棄物として処理可能であ
る。

【００３１】なお、加熱器１０３として、誘導加熱によ
る伝熱板を用いるものを説明したが、これに限らず鍋の
ような加熱器であってもよい。ただし、触媒加熱器１０
４は効率的な処理のために、電磁誘導加熱によるものを
用いる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項１記載の発明では、有機物を含み異臭を放つ廃棄物を
粉砕する途中で酸化処理し、異臭を含む気化物とその他
の固形物に分離し、異臭を含む気化物を触媒加熱器で処
理するため、有機物を含み異臭を放つ廃棄物の完全処理
が可能であり、粉砕機、加熱器及び触媒加熱器と各機器
が役割分担しているため、全体として制御しやすくな
る。

【００３３】請求項２記載の発明は、請求項１の効果に
加えて、粉砕機における酸化処理で異臭成分を少なくす
るので、触媒加熱器が処理しなければならない負荷を少
なくし、システム全体の効率を向上させるという効果を
奏する。

【００３４】請求項３記載の発明は、請求項１又は２の
効果に加えて、廃棄物から分離された固形物を連続的に
焼却処分できるという効果を奏する。

【００３５】請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の
いずれかの効果に加えて、異臭成分を含む気化物の処理
を完全に行うことができるという効果を奏する。

【００３６】請求項５記載の発明は、有機物を含み異臭
を放つ廃棄物を粉砕する途中で酸化処理し、異臭を含む
気化物とその他の固形物に分離し、異臭を含む気化物を
触媒加熱器で処理するため、有機物を含み異臭を放つ廃
棄物の完全処理が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の廃棄物処理システムの機器構成図であ
る。

【図２】本システムに用いられる加熱器の全体斜視図で
ある。

【図３】加熱器の伝熱部の断面図である。

【図４】本システムに用いられる触媒加熱器の断面図で
ある。

【図５】触媒加熱器の発熱体を示す図である。

【図６】触媒加熱器の他の発熱体を示す図である。

【符号の説明】

４ インバータ １１ パイプ（通路） １２，１７ 発熱体 １３ コイル １０１ 廃棄物粉砕機 １０２ 酸化剤注入器 １０３ 廃棄物加熱器 １０４ 触媒加熱器 １０５ 逃がし弁 １０６ 焼却炉（焼却手段）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機物を含む廃棄物を粉砕する粉砕機
   と、 粉砕された前記廃棄物を異臭を含む気化物とその他の固
   形物とに分けるための加熱器と、 前記気体物が通過する通路に電磁誘導で加熱される発熱
   体を配設し、この発熱体の表面部分の全部又は一部を触
   媒で形成し、前記気化物に含まれる異臭成分を触媒作用
   と加熱作用で分解するための触媒加熱器と、 を備えてなる廃棄物処理システム。
2. 【請求項２】 前記粉砕器にオゾンなどの酸化剤注入器
   を接続し、粉砕途中の廃棄物を酸化するようにした請求
   項１記載の廃棄物処理システム。
3. 【請求項３】 前記加熱器からの前記固形物に対する焼
   却手段が付設された請求項１又は２記載の廃棄物処理シ
   ステム。
4. 【請求項４】 前記触媒加熱器に異臭成分が分解された
   気化物を部分的に抜き出す逃がし弁が設けられ、この分
   解された気化物が前記触媒加熱器を循環するようにした
   請求項１乃至３のいずれかに記載の廃棄物処理システ
   ム。
5. 【請求項５】 有機物を含む廃棄物を粉砕する工程と、 粉砕された前記廃棄物を加熱して異臭を含む気化物とそ
   の他の固形物とに分ける工程と、 前記気体物が通過する通路に電磁誘導で加熱される発熱
   体を配設し、この発熱体の表面部分の全部又は一部を触
   媒で形成した触媒加熱器を用い、前記気化物に含まれる
   異臭成分を触媒作用と加熱作用で分解する工程と、 を含んでなる廃棄物処理方法。