JPS62172959A - 生体廃棄物の処理方法 - Google Patents

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】 本発明は生体廃棄物、特に病院から出る手術や疾病によ
る廃棄物及び病院付属の研究所もしくは生物学研究所か
らの廃棄物を熱分解し化学的に解毒して破壊処理する方
法に関する。

世界中の病院および動物病院、外科病院、病理学研究所
及びそれらに関連の保健施設では、日常の仕事として病
気やけがをしたりまたは病気に感染した人間及び動物の
生体組織及び体液が廃棄処理されている。

これらの施設からの廃棄物には汚染した注射器、チュー
ブ、外科用包帯及び血液が多量に入っている。

多くの場合、これらの物体は無害でそれを取り扱う人又
はそれらに身をさらす人にとって感染の危険はない。し
かしながら、これらの物体に感染性のウィルス、病原性
バクテリア、毒素及び／又はバクテリア胞子等が含まれ
ることがあり、患者、医療従事者及び一般大衆への脅威
となりうる。

病院や研究所からの廃棄物は多くの場合有害な臭いをも
ち目ざわりである。

上述の医療施設とは別に、病因の研究、実験的な治療法
及び基硬研究が行われている大学及び医科大学の施設が
多数ある０発酵用肉汁及び組織の培地は実験動物と同様
、病院や研究所からの廃棄物よりも高い濃度の珍しい病
原性有機体及び毒性又は発がん性の化学物質を含む。農
業研究施設ではコケ類、シダ類及び菌類が生じ、これら
は胞子形成により再生されると共に病原性あるいはアレ
ルギーを惹き起す性質を有することがある。

遺伝子工学の最近の発展により、高い効力の薬、毒物及
び他の生化学物質を大型の発酵培地で製造することが可
能になっている。肉汁から所望の化学的生成物を分離す
るとき、その肉汁を適切に処理して臭いをおさえると共
に感染性の物質及び毒物が大気中に放出されないように
防ぐ必要がある。

１８８４年のチェンバーランドのオートクレーブの発明
以来、研究所からの感染性廃棄物、包帯及び同様な汚染
物質を少量廃棄処理するために、湿り蒸気が用いられて
いる。この湿り蒸気はほとんどのバクテリア及び菌性毒
素に対して効果があるが、胞子、毒素及びいわゆる”ス
ローウィルス”には効かないことが多い。蒸気による殺
菌はエネルギーを多量に消費し、それが有効かどうかを
定期的にモニターする必要があり、通常ガスの発生を伴
い廃棄物の大きさが減少することは無い。

研究用動物をそのままあるいは多量の組織をオートクレ
ーブにより処理することは非常に緊急な事態を除いてほ
とんど行われない。

病理廃棄物を化学的方法で処理することは極めてまれに
しか行われない。組織の化学的処理を行うには石灰およ
びホルムアルデヒドの塩化物のような腐食性及び有毒な
化学物質を比較的多量に扱う必要がある。その結果、殺
菌はされているが化学的に危険な廃棄物の体積が増える
ことになる。

医療施設、死体公示所、仮安置所及び動物病院では死体
の全部、その一部及び組織の焼却が日常性われている。

焼却によれば廃棄物をその施設内でまた特にその外部へ
輸送する手間を最小限におさえることが出来、本質的に
殺菌された灰が少量用るだけであり、またエネルギー効
率も比較的良い。ヒル−バートン法の通過以来米国連邦
政府の資金で建設される病院は全て病理用焼却器の設置
を義務づけられている。連邦環境保護局及びそれに対す
る州政府の機関による空気汚染防止のための規制により
、このような焼却器からの目に見える排出物が制限され
ている。これらの装置の更新を行う際、特に古い型の装
置では大幅な設計変更を伴うため、これらの焼却器の多
くは徐々に消える運命にある。研究所からの廃棄物及び
患者に接触した物を廃棄処理するための小型の病理用焼
却器は、普通炉床が小さくて固くまたチェンバーが一つ
であるという設計によりその使用が制限される。ペトリ
皿及び注射器のような研究所で用いるプラスチック品を
多量に焼却しようとすると、黒い煙が多量に放出されこ
れらの製品のＢＴＵ熱量のため燃焼室の温度が大きく変
ることがある。生体の組織や感染性の廃棄物をその施設
の一般的な廃棄物と一緒に処理することが幾つかの大き
な医療施設で試みられているが、新型で複雑な構造の焼
却器を設置したり資格のある作業員を雇用することにな
り、小・中位の病院ではしばしば耐えられる財政的負担
の限度以上となる。

従って、現在、病原性の有機体、胞子及びウィルス並び
に生体組織、さらにそれらが含まれる研究所の装置を破
壊処理出来、廃棄物との体積が著しく減少すると共に気
体または粒状の排出物が低い毒性を持つかあるいは容易
に捕取又は他の方法で閉じ込めることが出来る装置の開
発が望まれている。このような装置は軽工業地区として
区分された施設での設置に適した大きさで、最小限の作
業員の訓練だけで済み、そして最後に、製造及び運転コ
ストが他の効率の低い廃棄方法と比べて遜色のないもの
であらねばならない。

本発明は、人間や動物の組織のような毒性または感染性
の生体廃棄物、血液のような生物の体液、包帯、培地、
感染性バクテリア、バクテリアの胞子、毒物及びウィル
スを含む可燃性の物体、並びに薬剤及びそれらに含まれ
た他の微量な化学物質を廃棄処理する方法を提供するこ
とにある。

この方法は、たとえば固い炉床を持つ気密容器のような
密閉チェンバー内で上述の廃棄物を加熱して揮発性物質
を揮発させると共に不揮発性物質を熱分解してガスと残
留生体物質、特にそれに同伴した病原性物質のような生
理学的に活性な残留廃棄物よりなる出力流を生ぜしめ、
この出力流を溶融アルミニウム浴に通過させるステップ
より成る。

金属アルミニウム浴では、生理学的に活性な残留廃棄物
、生理学的に生成された有機化合物９代表的な薬剤及び
金属がベースの組織の人口変種を。

水素、炭化水素、炭素、窒素等に還元する化学反応媒体
はもちろん、熱分解ガスを二次的に熱処理するための滞
留時間が長い、溶融アルミニウムによる処理の副産物と
してガスが発生するが、これは単−家型及び多室型焼却
器からの排出物に通常必要とされるような濾過又は洗浄
を必要とせず、水素及び炭化水素のような可燃性ガスを
経済量含有する時は燃焼用、例えば熱エネルギー発生用
として利用出来る。

上述したように、廃棄物の密閉チェンバ一手段内での加
熱は、揮発性物質を揮発させ残留有機不揮発性物質を熱
分解するために行われる。

最初の揮発により発生するガスには固体及び／又は液体
の生体物質が含まれるが、これは揮発性物質の揮発によ
り発生する圧力で溶融アルミニウム浴内へ送り込まれ、
そこで固体及び／又は液体の同伴生体物質が溶融アルミ
ニウムで還元されてその流れ内の揮発性成分と共に破壊
処理される。

密閉チェンバ一手段内での加熱を継続すると、不揮発性
物質が熱分解する。その結果生じたガスには生体廃棄物
が同伴されることがあり、これらは溶融アルミニウム浴
に送られ、ここで生体廃棄物が溶融アルミニウムにより
還元破壊される。更に加熱しても揮発がそれ以上起らな
い時は、熱分解チェンバー内に残留する蒸気を窒素ある
いは他の不活性ガスの流れにより溶融アルミニウム内へ
押し流してもよい。

加熱ステップを更に詳細に説明すると、処理されつつあ
る廃棄物のうち最も揮発性の高い成分。

例えばエチルアルコール及びトルエンのような生理学的
な標本を処理するための化学物質がパラと発火する。加
熱を継続して処理続行中の廃棄物の温度が上昇すると、
蛋白質が凝固し、破壊された細胞、含塩溶液及び組織の
標本に付随する流体から水蒸気が形成される。水溶性で
ない脂肪、油類及び他の有機化合物がこの初期加熱時蒸
気蒸留される。更に加熱すると、コラーゲンや更に大き
い分子量の化合物は及び他の揮発性物質が分解しはじめ
、その分解生成物が揮発性となる。加熱ステップの終了
時、熱分解チェンバー内の残留物は主として、組織及び
骨の分解により生じた炭素及び金属塩である。これらの
組織と共にたとえば包帯及びプラスチック品のようなセ
ルロースを含む物質が分解し適当な温度で揮発する。薬
剤、血痕及びアメステスト（Ａ璽ｅｓ　ｔｅｓｔ）又は
毒物フイーデングテスト（Ｆｅｅｄｉｎｇ　ｔｅｓｔ）
のような方法で調べられた化合物のような水溶性有機化
合物は、低い温度で揮発するか、または高い温度で崩壊
して揮発性となる。蛋白質を含むウィルス及び酵素は普
通熱分解チェンバーの温度が上昇すると変性される。

しかしながら、組織内の蛋白質を含んだ物質は、その蛋
白質を囲む組織のチャー（ｃｈａｒ）により保護されガ
スに同伴した小さい粒子として熱分解チェンバーから出
る時も活性を持続する可能性がある。

特に耐熱性のバクテリア胞子も同じように条件によって
は活性のままそのチェンバーを出ることがある。

加熱、すなわち熱分解チェンバーから出たガスに含まれ
た生理学的に活性な物質及び有機化合物を溶融アルミニ
ウムに通過させることにより有効に処理出来ることを発
見した０本発明は、熱分解ガスを高温還元性雰囲気のも
とで処理する方法と共に二次的な処理を効率良くかつ制
御可能にするために必要な熱分解チェンバーの改造に関
するものである。

人間及び動物の組織９発酵用肉汁、バクテリアの細胞、
ウィルス、胞子及び毒物等を熱分解した結果生じた物は
、溶融アルミニウム浴を通過させて泡立たせることによ
り更に分解される０分解生成物は高温の金属アルミニウ
ムと反応して低分子量の炭化水素、水素、窒素等に還元
される。熱分解チェンバー内で揮発可能な生体物質は全
て殆ど例外なく酸素、炭素、水素、窒素、硫黄、リン及
び時たまハロゲン類により構成されるため、アルミニウ
ムとの反応副産物は送り込まれる物質の生物学的性質に
かかわらずその数及び性質に限りがある０例えば、上述
した気体状反応生成物に加えて、他の生成物は酸化アル
ミニウム及び硫化アルミニウムを含むことがあり、また
時たま炭化物。

、窒化物、リン化物又はリンを含むこともある。

これ等の反応は還元性雰囲気のもとに行われるため、水
や二酸化炭素は生ずることも排出されることもない。

アルミニウム浴による処理の結果生じた排出物は大気中
に放出される。その場合、可燃性物質はパラと燃え立た
せることが望ましい、大気中に放出する前に従来型のガ
ス処理装置により処理するのが好ましい場合もある。可
燃性ガスを回収して加熱に用いることが好ましく、その
場合可燃性ガスはバーナーへ送られる。

第１図は、上述した本発明の方法の実施に用いる装置を
概略的に示す、その装置は熱分解用のレトルト又はチェ
ンバーより成る常態で密封されたチェンバ一手段ｌを含
み、この手段は好ましくはスチール製の気密ケース２に
囲まれ耐火材で内張すされた容器より成る。廃棄物はド
ア又はシュート（図示せず）を介してチェンバー１にバ
ッチ方式で給送される。チェンバー１には空気の侵入を
防ぐか最小限におさえるためにガスケット付きのドア又
は他の手段を装着することが好ましい、炉床のすぐ上に
は灰を除去するためにガスケット付きの第２のドア（図
示せず）を取り付けることが好ましい、チェンバー１は
普通の下焚き方法によるか、あるいは好ましい実施例の
ように電気エネルギーで加熱することが出来る。

チェンバー１には弁の付いたライン５が取り付けられて
いる。チェンバー１は上面７を持つアルミニウム浴３を
収容する耐火材で内張すされた容器８と給送管４を介し
て連通する。給送管はチェンバー１の上部からの排出物
を受けてアルミニウム浴３の低近くに送る。給送管４は
耐火材で作ることが出来るが、高温金属合金で作っても
よい。

排気筒８が溶融アルミニウムの上方の空間ｌＯから延び
、その地方の排出物規制条件に合致するために必要な処
理装置を介して屋外へ直接排出物を吐き出す、好ましい
実施例において、排気手段はフラッシュアレスタ（ｆｌ
ａｓｈ　ａｒｒｅｓｔｅｒ）を含む。弁付きの入口５は
空気又は窒素を導入するために設けられ、逆サイフオン
作用を防止するための真空解消装置を取り付けてもよい
。

動作について説明すると、廃棄物はチェ７／＜−１に導
入され、溶融アルミニウム浴３は作動温度に加熱される
。溶融アルミニウムの温度範囲１士その融点から沸騰点
、すなわち６６０℃から２４５０℃であり、この温度は
還元を行うだけでなく耐熱性で低い反応性物質を分解出
来るように選択される。市販の焼却器の第２のチェ７Ｉ
く−にお番する最大作動温度はほぼ１４００℃であるか
ら、溶融アルミニウム浴は普通のプロセスと同量の又は
それよりも大きい熱量を与えることがわかる。

容器８内のアルミニウムがその作動温度に到達すると、
チェンバー１の温度を６００℃から８５℃、好ましくは
８００℃から８２５℃へ上昇させるために加熱操作が行
われる。チェンバー１の温度が上昇するにつれて、揮発
と熱分解が生じそれに伴う膨張と揮発により蒸気とそれ
に同伴する物質が給送管４を介してチェンバー１から強
制的に排出され溶融アルミニウム浴３内にたどり着き、
そこで還元及び二次的な熱処理が行われて無害の化合物
に変換される。ガス、蒸気及び固体のチェンバー１から
浴３への移送を、ライン５に窒素あるいは他の不活性ガ
ス導入することにより促進させることが好ましい。

熱分解プロセスが完了すると、入口を再び開けてチェン
バー１に廃棄物を再び装入出来る。あるいは、全ての廃
棄物を破壊処理したら、加熱操作を中断しチェンバーが
冷却する際の逆サイフオン作用を防止すべくライン５の
弁を開く。室内空気でなくて窒素を冷却中のチェンバー
に導入して、炉床上の未燃焼物質がパラと燃え上がるの
を防ぐと共にチェンバーの再装填時酸素欠乏雰囲気を提
供すると有利である。

この方法を種々の機械的な構成のシステムで実施しうろ
ことは当業者に明らかであろう。

以下に述べる例は本発明の詳細な説明するためのもので
あり、本発明を限定するものではない。

九−ユ ２０５ｇの若いねずみを殺して８クオートの鋳鉄製ポッ
トに入れる。ポットを銅製ワイヤーのガスグー２トを取
り付けた鋳鉄製の蓋で密閉し、クランプで固定する。内
径が０．８３５ｃ謄（１）４インチ）のＳＳ３１６のチ
ューブで作った給送管でポットを溶融アルミニウムがほ
ぼ粉充填されたディクソン（旧！Ｏｎ）のグラファイト
製るつぼ（サイズ１６）に連結する。蓋を貫通するよう
にして取り付けたステンレス鋼製の排気管で、アルミニ
ウムの上方空間のガスをドライアイス／アセトンの浴に
浸漬したガラス製のコールド−フィンガー・トラフプヘ
導く。鋳鉄製の熱分解チェンバーを２つのメーカーバー
ナーで加熱する。融解炉内でガス炎によりるつぼを加熱
する。熱分解チェンバーの温度をサーミスタで測定して
６００℃乃至６５０℃に上昇させ、溶融アルミニウムを
その間中液体の状態に保つ、３０分後に加熱操作を中断
してポットの蓋をとる。更に１５分してコールド・フィ
ンガー・トラップを取り外し、凝縮物を風袋を測ったガ
ラス製の容器へ定量的に移してその重量を測る。

その液体の全有機炭素（ＴｏＣ）を分析する。ＴＯＣが
百万分の二部より低いことが判明した。

鎧−ｎ 例Ｉに示した装置を用いて、バシルス・ステアロテロモ
フィールス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ　　ｓｌｅａｒｏｔｈｅ
ｒ−ｍｏｐｈｉｌｉｓ）の培地を含む三つのプラスチッ
ク製ペトリ皿を熱分解チェンバーに入れて、その温度を
表面温度の読みが８００℃になるまで加熱した。

コールド・フィンガー・トラップ（ｃｏｌｄ　　ｆｉｎ
ｇｅｒｔ　ｒａｐ）を、６０分に１回転するよう調節し
てマツソンーガービンのスリット・ツー・エイガー・す
ンプラー（ｓｌｉｔ　　ｔｏ　　ａｇａｒ　　ｓａｍｐ
ｌｅｒ）と置き換える。このサイクルの完了時、スリッ
ト・ツーーエイガー〇サンプルからの寒天プレートをカ
バーし培養器へ入れる。３７℃で７２時間経過後そのプ
レート上には如何なるものの成長も認められない。

九−１ 発がん物質と疑われているα−ナフチルアミン（α−ｎ
ａｐｈｔｈｙｌａｍｉｎｓ）を５ｇ、サル士ネラの培地
を含む３つの寒天を入れたペトリ皿の上に置いてアメス
テスト（Ａｗｅｓ　　ｔｅｘｔ）をシミレーションし、
例■で説明したように熱分解チェンバーに導入する。ス
リット・ツー・エイガー・サンプラーの代りに、一端に
血清キャップを持つガラス製のＴ字型チューブを用いる
。その処理の間、１５分のインターバルで気密の注射器
により１００マイクロリツターの標本を取り出す。炎イ
オン検出器を取り付けたガスクロマトグラフにその標本
を注入する。実質的に全くバクテリアあるいはα−ナフ
チルアミンは検出されず、１００万分の５０部以下のア
セチレンが存在する。熱分解チェンバー内の灰を集めて
、最小量の二硫化炭素でスラリー状にし、濾過し、テス
トチューブ内の二硫化炭素を介して窒素ガスを泡立たせ
ることにより濃縮し、ガスクロマトグラフィーにより分
析する。抽出物には実質的に全くバク′テリアあるいは
α−ナフチルアミンが検出出来ない。

九−１ ３ミルの厚さのプラスチックで作った体積１クオートの
バッグを綿製の包帯と綿製のタオルで半分だけ充填する
。１０個のｌｃｃプラスチック製ツベルクリン注射器を
１ｆＬにつきほぼ５Ｘ　ｌ　Ｏ’個の胞子（ビー・サブ
チリス）　（Ｂ、　５ｕｂｔｉｌｉｓ）を含む発酵用肉
汁で満し、その内容物を包帯に注入し、その注射器をバ
ッグの中に入れる。その肉汁を更に１００ｃｃ注意深く
その包帯とタオル上に注ぎ、例■で説明した装置を用い
てワイヤーにより縛る。

そのバッグを鉄製のポットに入れ、例■で説明したサン
プリングと共に破壊処理を行った。３つの実験の後、ス
リット・ツー・エイガー・サンプラーからのプレートに
は平均して各プレートにつき１より少ないコロニーしか
なかった。冷却後ポットの内容物を１００ｍｊＬの殺菌
した水で洗い出し、荒い布地で濾過し、トリプティケー
ス・ソイ舎エイガー・プＬ／　−）　（Ｔｒｉｐｔｉｃ
ａｓｅ　ｓｏｙ　ａｇａｒ　ｐｌａｔｅｓ）上に条をつ
け、３７℃で７２時間培養した。灰の抽出物からのプレ
ートは各プレートにつき５ないし１０個のコロニーを含
む。

以上本発明の好ましい実施例について説明したが、本発
明の範囲内で種々の変形が当業者にとってへ明であろう
、従って、本発明の範囲は特許請求の範囲によって限定
されるものと意図され度い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施するための装置を概略的に
示す。 ｌ・・・熱分解チェンバー ２・・・気密ケース ３・・・溶融アルミニウム浴 ４・・・送給管 ５・・・弁付きライン ８・・・容器 ８・・・排気筒 １０・・・空間

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）密閉したチェンバ内で生体廃棄物を加熱して揮発
   性物質を揮発させるとともに不揮発性物質を熱分解して
   ガスとそれに同伴した生体物質よりなる出力流を発生さ
   せ、その出力流を溶融アルミニウム浴に通過させること
   よりなる生体廃棄物の処理方法。
2. （２）生体廃棄物が哺乳類の組織であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載した方法。
3. （３）生体廃棄物が生体の体液であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載した方法。
4. （４）生体廃棄物が感染性のバクテリア又はそれらの胞
   子であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   した方法。
5. （５）生体廃棄物が発ガン性の物質を含むことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の方法。