JPWO2008038361A1

JPWO2008038361A1 - 有機系廃棄物の処理システム

Info

Publication number: JPWO2008038361A1
Application number: JP2006534509A
Authority: JP
Inventors: 加藤　一郎; 一郎加藤; 治夫志賀
Original assignee: エコマテリアル株式会社; 株式会社ガイアクリーン２２
Priority date: 2006-09-28
Filing date: 2006-09-28
Publication date: 2010-01-28
Also published as: US20090283397A1; EP1990106A1; CN101448581A; WO2008038361A1

Abstract

汚泥や廃プラスチック類などを含む産業廃棄物は勿論、家庭や一般事務などから出る一般廃棄物を、二重壁構造の耐圧容器内で高温・高圧の環境下で攪拌することで亜臨界水条件下での水熱反応で分解等の処理をすることができると共に、処理済廃棄物を乾燥状態で取出し、選別して再利用できるようにした有機系廃棄物の処理システムを提供すること。

Description

本発明は、汚泥や廃プラスチック類などを含む産業廃棄物は勿論、家庭や一般事務などから出る一般廃棄物を、亜臨界水条件下での水熱反応で分解等の処理をすることができると共に、処理済廃棄物を乾燥状態で取出し、選別して再利用できるようにした有機系廃棄物の処理システムに関する。

従来の有機系廃棄物処理システムは、処理する廃棄物を予め分別し、分別された廃棄物の種類に応じて設計された処理装置にそれぞれ投入して処理していた。例えば、廃プラスチック類はプラスチック専用の処理装置に、廃タイヤなどのゴム類はゴム専用の処理装置に、新聞古紙や紙屑などは紙用の処理装置に、生ゴミ類は生ゴミ専用の処理装置にそれぞれ投入して処理していた。

また、処理内容も、廃棄物の種類により種々あるが、紙屑などは焼却炉による焼却処理、新聞古紙は特殊な溶剤に溶解して再資源化する処理、廃プラスチック類や廃ゴムは再溶融させて構造材料にしたり、熱分解させて固形燃料や液体燃料にする処理、生ゴミ類は乾燥させて肥料や動物用の飼料にする処理などがされていた。

例えば、特許文献１には、プラスチック廃棄物を固化して処理する装置が、特許文献２には、廃棄プラスチックを処理して燃料にする装置が、特許文献３には、飼肥料化処理システムが、特許文献４には、医療廃棄物の加熱処理方法とその装置が開示されている。

しかし、処理装置は、上記の通り、廃棄物の種類、処理内容に応じて設計されているため、廃プラスチック用の処理装置は、ゴムの処理や生ゴミの処理には使用できないとか、飼肥料化処理装置は、廃プラスチック類の処理には使用できないという問題があった。そのため、廃棄物の種類、処理内容に応じた処理装置がそれぞれ必要になるが、地方の小さな自治体などではそのような多数の処理装置を備えることは予算的に不可能に近い。

また、廃棄物は、廃プラスチック類、ゴム、紙屑、生ゴミなどのように容易に分別できるものばかりではなく、むしろ分別できないものの方が多い。特に、最近の製品は、複合材料が随所に使用されているため、分解しても、容易に分別できないものが多い。例えば、プラスチックで保護された金属片やガラス片，電線、ゴムシートが積層された金属板やプラスチック板、釘が打ちつけられている板、金属製のバネやピン，歯車が組み込まれているプラスチック製品、合成紙が多用されている書籍など数え切れない程あり、これらを上記の処理装置で処理すると装置が壊れてしまうという問題があった。

上記のような複合材料は、通常は燃えないゴミとして回収されるが、燃えるゴミとして回収された廃棄物の中にも、焼却炉での焼却処理に適さないものが多い。例えば、動物の死体や動物の糞尿、食品残渣、腐った魚介類や農産物などは、焼却すると悪臭を周辺に撒き散らすという問題があった。また、病院などからの感染性廃棄物、具体的には病院などの医療機関，医療現場から出る使用済みの包帯，綿，おむつ，シーツなどがある。これらは専門の業者が回収しているが、回収されたものをそのまま焼却炉で焼却すると、病原菌や雑菌，ウィルスなどが大気中に放出されたり、焼却灰中に残っているおそれがあるため、焼却前に消毒や殺菌処理をする必要があった。

また、馬や牛、或は、豚などを移送，運搬するときにコンテナ内や車輌内の床面に敷く敷き藁などもあるが、馬などが敷き藁に直接排便等するため、敷き藁を処分するときに糞や尿も一緒に処分する必要がある。しかし、このような敷き藁には微生物や雑菌が繁殖しているため、焼却炉で焼却処分すると、微生物が死滅しないで、排煙と一緒に大気中に放出されたり、焼却灰中に残っているおそれがある。

更に、最近は地球環境保全の観点から、廃棄物の焼却炉による焼却処分に対する風当たりが強く、また、焼却炉による廃プラスチック等の焼却処分は焼却炉を傷めたりダイオキシンなどの有害物質が発生するおそれがあるため、法令や条例などにより、焼却炉による焼却処分が厳しく規制されている。

従って、容易に分別できない複合材料の処分の他、焼却炉による焼却に適さない廃棄物を好適に処分する方法と装置の開発が急務とされている。本発明の発明者は先にそのための方法と装置を開発し既に特許出願（特許文献５）している。また、特許文献６や特許文献７，特許文献８においても、同様の方法と装置が提案されている。

特許文献５に開示されているシステムは、廃棄物その他の一般材料を高温・高圧の環境下で発熱成型体として再利用できるように処理するためのもので、優れたシステムではあるが、処理後に耐圧容器を開いたとき内部のガスや蒸気等が外部に放出されてしまうため、病原菌や微生物、雑菌などが残存していたとき一緒に大気中に拡散されてしまうおそれがあり、この点で改良の余地があった。

また、特許文献６に開示されている分解処理方法，装置も、水熱反応を利用し、臨界圧力以下の温度で難分解性廃棄物を分解処理するものであるが、連続式であるため、装置が複雑になってしまうという問題があった。

更に、特許文献７に開示されている有機性廃棄物の処理方法は、水の超臨界温度以上で超臨界圧力未満に設定された高温高圧水蒸気中で酸化処理する方法であるが、設定温度が500℃以上、圧力が５ＭPa〜22ＭPaと高いため、それに耐え得る装置の開発が難しく、コストもかかるという問題があった。

更には、特許文献８に開示されている高温高圧処理装置は、超臨界水又は亜臨界水の状態下で有機性廃棄物を連続的に酸化処理するものであるが、酸化分解反応に好ましい亜臨界水の処理条件は、温度250℃以上、処理圧力５〜10ＭＰａであるため、この条件で連続的に酸化処理するための装置の開発が難しく、コストがかかり過ぎるという問題があった。

上記特許文献５〜８に開示されている発明は、水熱反応を用いて廃棄物を分解するが、分解された廃棄物を処理装置から取出すとき、装置内を常温，常圧に戻すため、水蒸気が水に戻って処理済廃棄物が水びだしになり、装置からの取出しが難しいという問題があった。また、処理済廃棄物を再利用するためには再度乾燥させる必要があるため、コストが掛かり過ぎるという問題があった。
特開２００５−１７８３２７号公報特開平６−９１６４９号公報特開２００４−２６２７２０号公報特開２００２−１０２８１９号公報特開２００４−３２１８５５号公報特開平１０−１４７６６２号公報特許第３４４０８３５号公報特開２００４−２９０８１９号公報

本発明は、従来の廃棄物の処理装置には上記のような問題点があることに鑑み、汚泥や廃プラスチック類などを含む産業廃棄物は勿論、家庭や一般事務などから出る一般廃棄物を、亜臨界水条件下での水熱反応で分解等の処理をすることができると共に、処理済廃棄物を乾燥状態で取出し、選別して再利用できるようにした有機系廃棄物の処理システムを提供することをその課題とするものである。

上記課題を解決することを目的としてなされた本発明の有機系廃棄物処理システムの構成は、二重壁構造の耐圧容器内において有機系廃棄物を高温・高圧の環境下で攪拌しながら加水分解すると共に、熱分解乃至炭化して処理する廃棄物の処理システムにおいて、前記容器内に高熱の飽和水蒸気を供給する水蒸気供給手段と、該容器内の圧力を開閉弁により調節する圧力調節手段と、投入された廃棄物を前記容器内で攪拌するため軸が当該容器内を貫通して設けられた攪拌手段を少なくとも備え、前記廃棄物を前記該容器内の温度を230℃以上、圧力を３ＭＰａに調節して攪拌しながら加水分解すると共に、熱分解乃至炭化して処理する工程、処理済廃棄物をその乾燥状態を保持したまま前記容器内の圧力を大気圧以下に調節して容器外に排出する工程、排出された処理済廃棄物を選別してその種類により、肥料，飼料，補助燃料の少なくともいずれかを形成する工程、を有することを特徴とするものである。

本発明は、上記構成において、水蒸気を強制的に排出する強制排出手段を設け、乾燥時に発生する水蒸気を耐圧容器外に排出する構成もあり、排出した水蒸気によりガスタービンを稼動させ、その動力により発電する構成にすることができる。また、処理済廃棄物の乾燥状態の保持は、耐圧容器の二重壁の外壁と内壁の隙間に高熱の水蒸気を供給し、当該隙間内の温度を160〜180℃、圧力を１ＭＰａに維持することにより行う構成にするのが望ましい。

本発明システムで処理する廃棄物には、汚泥，廃プラスチック類，紙屑，木屑，動物系固形不要物，動植物性残渣，動物の糞尿，動物の死体，感染性の特別管理産業廃棄物の少なくともいずれかの産業廃棄物が挙げられ、また、事業系一般廃棄物，家庭廃棄物，感染性の特別管理一般廃棄物、分別済み生ゴミ，食品残渣の少なくともいずれかの一般廃棄物が挙げられる。

また、本発明システムでは、補助燃料は、粉体状、又は、ペレット状に形成するが、これらの補助燃料使用後の焼却灰は、成型機により成型し構造材料として使用することができる。

次に、本発明システムで処理できる有機系廃棄物としては、具体的には、例えば、使用済みの敷き藁、腐った肉や野菜，魚介類の残渣や売れ残りの弁当などの生ゴミ、包装紙，段ボール，プラスチック製の容器や袋，ペットボトル，発泡スチロールなどのプラスチック類、木材片や伐採された樹木、草、或は、下水道や河川に溜まるヘドロや上水道処理工場の処理済汚泥、畜産廃棄物などが挙げられる。

ここで、本発明の処理原理について説明すると、本発明システムは、高温・高圧滅菌装置であるが、処理対象を有機系廃棄物に限定しその無菌化・無害化処理をするので、超臨界水条件下での処理は必要なく、亜臨界水条件下での水熱反応で充分である。処理に当たっては装置内に飽和水蒸気を供給することで、亜臨界条件下で処理を行なう。即ち、高温・高圧水中での処理となる。

一般に、水は高い解離度と大きな誘電率を持つことが特徴であるが、常温の水では、水素イオンの濃度によって酸性やアルカリ性といった性質が発現する。また、水自身の水素イオンと水酸化物イオンがそれぞれ反応して物質を分解する反応は加水分解として知られている。無機化合物でも有機化合物でも酸素を挟んだ結合、有機化合物ではエステルやエーテル結合、無機化合物では酸化物は、水によって相互に水酸化物を橋にして分解する。

また、高温・高圧の状態では、水の解離度は温度の上昇とともに進行し250℃付近で最大に達してから下降する。これは温度の変化によって水の酸或はアルカリとしての性質も大きく影響を受けることを意味する。即ち、亜臨界の飽和蒸気圧下では、水の解離度が大きいため、酸・アルカリの性質が強く、反応活性な溶媒となる。従って、亜臨界水中では反応活性な水分子による加水分解反応が起こり、300℃前後で最も反応が激しくなる。

また、飽和蒸気圧下ということは気相と液相が混在している状態なので、液相では加水分解反応が、気相では脱水縮合反応が優先する。一般に、亜臨界の飽和蒸気圧下における液相中ではイオン反応や加水分解反応の加速化、気相中ではラジカル反応が優先するとされている。このような亜臨界水や超臨界水での反応は水熱反応として知られている。

本発明システムは、上記の通り、亜臨界の飽和蒸気圧下における水熱反応を利用しており、処理前に内部空気の排出を行なわない。そのため処理は酸素の存在下で行なわれるが、230℃程度の低温域では酸素の存在によって酸化反応を伴う。酸化反応は電子を奪う反応であるが、一般に水を媒介とした場合には電子の授受がより容易となる。このような水熱条件のもとでの酸化反応は水熱酸化反応として知られている。

本発明システムは、有機系廃棄物のうち、分解され易い、敷き藁や医療廃棄物などのほか、廃プラスチック類も処理することができる。主な廃プラスチックであるポリオレフィン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニルは一般に温度に依存した熱分解性を示す。しかし、これらのプラスチックの熱安定性はポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリオレフィンの順で強くなることで知られ、真空中の揮発率は200℃程度ではきわめて低いことが知られており、本発明システムにおける処理に当たっても熱分解の寄与は低いと考えられる。本発明システムでは、230℃の亜臨界水条件下で上述のように亜臨界水での反応機構から液相中では加水分解反応やイオン反応、気相中では脱水縮合反応やラジカル反応、熱分解及び水熱酸化により廃プラスチックが分解されるものと推定される。また、処理残渣は未分解の廃プラスチックと推定される。このような分解物は蒸気とともに本発明システム内から排出され、サイクロンを経由して粉塵等が分離され、残りの蒸気はコンデンサーで冷却水との気液接触によりその大部分は冷却液化し、微生物処理及び活性炭によって廃水処理される。また、余剰ガス中の未分解物は燃焼方式により二次処理されて排出される。

本発明は、一つの有機系廃棄物の処理システムにより、汚泥，廃プラスチック類，紙屑，木屑，動物系固形不要物，動植物性残渣，動物の糞尿，動物の死体，感染性の特別管理産業廃棄物などの産業廃棄物のほか、事業系一般廃棄物，家庭廃棄物，感染性の特別管理一般廃棄物、分別済み生ゴミ，食品残渣などの一般廃棄物を、亜臨界水条件下での水熱反応で分解等の処理をすることができ、また、分別できない複合材料も処理することができるので、従来のように廃棄物の種類に応じた処理装置を複数台設置する必要はなくなり、処理コストの低減を図ることができる。

また、本発明システムによれば、敷き藁に繁殖している微生物や雑菌、医療廃棄物に付着している病原菌を水蒸気による高温・高圧条件下の水熱酸化反応により滅菌，死滅させることができるので、従来、消毒や殺菌処理等を施してからでなければ処理できなかった廃棄物を容易に処理できるという格別の効果が得られる。

更に、本発明システムは、密閉された容器内で有機系廃棄物の分解等の処理を行なうため、生ゴミや畜産廃棄物，汚泥，腐った魚介類や肉，農産物などであっても処理中に悪臭を外部に発散させることがないという効果が得られる。

更には、本発明システムでは、季節や時期、時間帯などにより処理する廃棄物が異なることから、例えば、廃プラスチック類や廃ゴムが多い場合はそれらをまとめて処理することができると共に、耐圧容器内から処理済廃棄物を乾燥状態で取出し、補助燃料として再利用するこことができる。また、敷き藁や動物系固形不要物，動植物性残渣，動物の糞尿，動物の死体，魚介類などが多い場合は、それらをまとめて処理し、耐圧容器内から処理済廃棄物を乾燥状態で取出し、飼料や肥料として再利用することができるという効果が得られる。

次に、本発明の実施の形態例を図に拠り説明する。図１は本発明廃棄物処理システムにおける有機系廃棄物処理装置Ａの一例の断面図、図２は図1の処理装置Ａを組込んだ本発明廃棄物処理システムの一例のブロック図である。

図１において、Ａは本発明廃棄物処理システムの主要部となる有機系廃棄物処理装置、１は有機系廃棄物処理装置Ａを構成する二重壁構造の耐熱耐圧容器、1aは耐熱耐圧容器１の外壁、1bは同じく内壁である。外壁1aと内壁1bの間には適宜隙間ｋが開けられていてこの隙間ｋには、後述するように高温の蒸気が供給され循環するようになっている。耐熱耐圧容器１は、ここでは内部温度600℃、内部圧力５ＭPaに耐え得るものを使用している。

２は、耐熱耐圧容器１内に廃棄物を投入するための廃棄物投入口、３は、機密性を保持しつつ廃棄物投入口２から耐熱耐圧容器１内へ投入する廃棄物を貯留し、適宜間隔で投入する廃棄物投入装置である。４は、耐熱耐圧容器１内で分解等の処理がなされた処理済廃棄物の排出口、５は、この排出口４に取付けた排出管である。

６は、耐熱耐圧容器１内に設けられている攪拌手段としてのスクリュウ羽根でこの容器１内に貫通して設けられている軸７に取り付けられ、モータ８によって回転させられる。耐熱耐圧容器１内に投入された廃棄物は、このスクリュウ羽根６によって攪拌されると共に、モータ８の正逆回転制御によってこの容器１内を前後に移動させられるようになっている。

９は、蒸気発生装置で、9aは、この蒸気発生装置９で発生した水蒸気を耐熱耐圧容器１内に供給する容器内蒸気供給装置、9bは蒸気発生装置９で発生した水蒸気を耐熱耐圧容器１の外壁1aと内壁1bの隙間ｋ内に供給する壁内蒸気供給装置である。

10は、圧力調整装置で、接続管10aにより耐熱耐圧容器１に接続し、この容器１内の圧力を開閉弁（図示せず）により調節して所定の圧力に調整するためのものである。11aは、耐熱耐圧容器１内の圧力を測定するための圧力センサ、11bは、耐熱耐圧容器１の外壁1aと内壁1bの隙間ｋ内の圧力を測定するための圧力センサである。また、12aは、耐熱耐圧容器１内の温度を測定するための温度センサ、12bは、耐熱耐圧容器１の外壁1aと内壁1bの隙間ｋ内の温度を測定するための温度センサである。これら圧力センサ11a，11bと温度センサ12a，12bにより、耐熱耐圧容器１内の圧力と温度は、廃棄物の処理中、常時監視されている。

13はサイクロンで、開閉弁を介して耐熱耐圧容器１に接続し、この容器１内で発生する水蒸気を容器１の外に強制的に吸引、排出する。同時に、有機系廃棄物の分解により発生した余剰ガスを取出して粉塵等を分離し、残りのガスや蒸気をコンデンサー14において冷却水との気液接触によりその大部分を冷却液化し、微生物処理及び活性炭によって廃水処理する。15はそのための廃水処理設備で、15aは流量調整槽、15bはばっき槽、15cは放流槽である。16はコンデンサー14に接続した真空ポンプ、17は脱臭装置、18はクーリングタワーで、これらは余剰の気体を排気するものであるが、クーリングタワー18は、スクラバーとして工場内などの室内脱臭機能を有している。これらは耐熱耐圧容器１内の水蒸気を強制的に排出する役割も担っている。なお、P1は冷却ポンプ、P2はドレンポンプ、ｈは排気、ｆは放流である。

本発明においては、サイクロン13から排出する水蒸気は高温，高圧であるため、その水蒸気を有効に利用するため、コンデンサー14の手前にガスタービンGTを設け、そのガスタービンGTを稼動させることによって発電機GEを回転させ発電するようにしている。

19は、有機系廃棄物処理装置Ａの中央制御装置で、圧力センサ11a，11b，温度センサ12a，12bによる耐熱耐圧容器１内、及び、外壁1aと内壁1bの隙間ｋ内の圧力と温度の測定結果に基づき、制御信号ケーブルにより、耐熱耐圧容器１に設けられたすべての装置、即ち、廃棄物投入口２に設けられた廃棄物投入装置３、スクリュウ羽根６を回転させるモータ８、蒸気発生装置９、耐熱耐圧容器１内に高熱の飽和水蒸気を供給する容器内蒸気供給装置9a、耐熱耐圧容器１の外壁1aと内壁1bの隙間ｋ内に水蒸気を供給する壁内蒸気供給装置9b、耐熱耐圧容器１内の圧力を調整する圧力調整装置10、サイクロン13の開閉弁の作動を制御する。

本発明システムの有機系廃棄物処理装置Ａでは、中央制御装置19で上記の各装置の作動を制御しながら、耐熱耐圧容器１内の温度を230℃以上、圧力を３ＭＰａに調節し上記スクリュウ羽根６を回転させて有機系廃棄物をこの容器１内で攪拌することにより乾燥させて有機系廃棄物を加水分解すると共に、熱分解又は炭化して処理する。乾燥時にはサイクロン13の開閉弁を開いて発生する水蒸気を耐熱耐圧容器１外に放出するが、圧力調整装置10により耐熱耐圧容器１内の圧力が３ＭＰａより低くならないようにする。本発明システムの有機系廃棄物処理装置Ａでは、上述の通り亜臨界水条件下での水熱反応を利用して廃棄物を分解等するので、耐熱耐圧容器１内の温度が500℃以上にならないように調節する。なお、耐熱耐圧容器１内の圧力は、有機系廃棄物の処理中に発生するガスによっても高くなるので、上記の開閉弁を開いて余剰ガスを容器１外に取出すことによって容器内の圧力を調節することができる。取出すに際しては、サイクロン13を経由して粉塵等を分離する。

また、上記の圧力調節装置10によって、有機系廃棄物の処理後に残留物を排出口４から排出するとき、耐熱耐圧容器１内の圧力が大気圧以下になるように調節する。このようにしないと耐熱耐圧容器１内の水蒸気やガスが大気中に一気に放出されてしまい、微生物や病原菌が死滅しないで処理後の残留物に残っている場合はこれらも一緒に大気中に放出されてしまうからである。

更に、本発明においては、処理済廃棄物を乾燥状態で耐熱耐圧容器１内から取出すことができるように、壁内蒸気供給装置9bにより、耐熱耐圧容器１の外壁1aと内壁1bの隙間ｋ内に高温の水蒸気を供給し、この隙間ｋ内の温度を160〜180℃、圧力を１ＭＰａに維持するようにしている。これは有機系廃棄物を処理した後に、耐熱耐圧容器１内の圧力が大気圧以下になるように調節すると共に、この容器１内の温度を常温にまで戻すと、容器１内の水蒸気が水になって処理済廃棄物と混じり、泥状になってしまうからである。因みに、泥状になった処理済廃棄物は、耐熱耐圧容器１内からの取出しに手間が掛かる上に、再利用するとき、再度乾燥させる必要があり、コスト的に見合わない。

本発明システムの有機系廃棄物処理装置Ａで、５リューベタイプで実際に約３トンの微生物が繁殖している敷き藁を耐熱耐圧容器１内に投入し、容器1内の圧力を３ＭＰａ、温度を230℃にし、スクリュウ羽根６を１分間約36回転の速度で正逆回転させながら処理したところ、約30分間ですべて炭化処理することができた。また、取出口４から取出した廃棄物の処理済貯留部５内の残留物を調べたところ、微生物や雑菌は全く検出されなかった。

また、同様に、回収業者から試験的に譲り受けた包帯や綿、シートなどの有機系医療廃棄物で、注射器などの無機物をも含む廃棄物を耐熱耐圧容器１内に投入し、容器1内の圧力を３ＭＰａ、温度を240℃程度にし、スクリュウ羽根６を１分間約36回転の速度で正逆回転させながら処理したところ、約40分間で、注射器を除き他のすべて炭化処理することができた。また、排出口４から取出した処理済廃棄物を調べたところ、病原菌は全く検出されず、また、残った注射器からも病原菌は検出されなかった。

更に、有機系廃棄物処理装置Ａで、肉，野菜，魚などの食品残渣や売れ残りの弁当などの生ゴミ類についても、また、包装紙や紙屑などの紙類についても、更に、段ボール，プラスチック製の容器や袋，ペットボトル，発泡スチロールなどのプラスチック類についても、それぞれ耐熱耐圧容器１内に投入して試験を行なったが、ほぼすべてを分解することができ、また、プラスチック類の場合は、メタン，エチレン，プロピレンといった燃焼性のガスや液体を燃料ガスや燃料油として回収することができた。

また、上記の有機系廃棄物処理装置Ａでは、木材片や伐採された樹木、草などや汚泥や畜産廃棄物をも処理することができ、これらを容器1内の圧力を３ＭＰａ、温度を240℃程度にし、スクリュウ羽根６を１分間約36回転の速度で正逆回転させながら処理したところ、悪臭を発生することなく、大部分を分解等処理することができ、分解されないものにはダイオキシンなどの有害物質は全くないのでそのまま土壌に廃棄しても安全であることが確認できた。

次に、図２により、上記の有機系廃棄物処理装置Ａを組込んだ本発明の有機系廃棄物処理システムについて説明する。有機系廃棄物処理装置Ａの排出口４に取付けた排出管５には、処理済廃棄物の選別再利用化装置Ｂが取付けられている。選別再利用化装置Ｂにおいて、20は、排出管５に接続した排出コンベア、21はこのコンベア20から送られてくる処理済廃棄物を一時的に貯留するホッパーである。

22は、ホッパー21に貯留されている処理済廃棄物をその性状により選別する選別機である。選別機22において処理済廃棄物が肥料化に適したものであると判別したきは、肥料化システム24に送り、肥料貯蔵部24に肥料として貯蔵する。肥料化に適した処理済廃棄物は、有機系廃棄物処理装置Ａにおいて処理する廃棄物が、汚泥、動物系固形不要物、動植物性残渣、動物の糞尿、贓物の死骸、事業系一般廃棄物、家庭廃棄物、分別済み生ゴミ、食品残渣などが挙げられ、勿論、使用済みの敷き藁、腐った肉や野菜，魚介類の残渣なども該当する。

また、選別機22において処理済廃棄物が飼料化に適したものであると判別したきは、飼料貯蔵部25に送り、飼料として貯蔵する。飼料に適した廃棄物としては、動物系固形不要物、動物の死骸、動植物性残渣、分別済み生ゴミなどが挙げられる。

更に、選別機22において処理済廃棄物が補助燃料に適したものであると判別したきは、それらをスチームドライヤー26で処理した後、振るい機27にかけて、不要な固形分である鉄や銅などの金属屑，缶，ガラス，燃焼に適さないゴム，陶器，その他の異物を除去し、不用品回収部28に送る。なお、不要な固形分は、選別機22においても振り分けられて不用品回収部28に送られる。補助燃料に適した廃棄物としては、廃プラスチック類，紙屑，木屑に代表される産業廃棄物と、家庭廃棄物を除く一般廃棄物のすべてが挙げられる。なお、合成ゴムなども補助燃料として再利用可能である。

補助燃料に適した処理済廃棄物は、調整機29において更に大きさにより篩い分けられ、粉状のものは、粉体状補助燃料として粉体貯蔵部30に貯蔵される一方、ある程度の大きさのものはコンベア31により造粒機32に送られ、この造粒機32と次の振るい機33との間で循環させる過程で形状，大きさがペレット状に整えられてペレット貯蔵部34に貯蔵される。

補助燃料として使用35された粉体状燃料，ペレット製品は、焼却灰36として回収されるが、この焼却灰36をそのまま、或は、適宜の固形化材料，有機系バインダーなどと混練したものを成型機37に投入し、所望の構造材料にすることができる。構造材料化としては、例えば、成型材料使用のシステムハウス化38、建材等の代替品化39、発熱ボード化40などが挙げられる。なお、粉体状燃料は様々な形態で使用することができるが、例えば、ボイラーストーブにおいて底部からトルネード状に吹き上げられる空気に対し、上部から粉体燃料を落下させながら内部で完全燃焼させることにより、ストーブとして利用することができると共に、排出する排気ガスの二次燃焼による熱を水と熱交換し、温水ボイラーとして給湯することができる。更に、そのお湯を床暖房やロードヒーティングに利用することができる。

41は、選別機22において、肥料化，飼料化に適さず、また、補助燃料化もできないと判別された残渣の回収部で、回収された残渣は、処理済産業廃棄物42として最終処分される。

本発明有機系廃棄物の処理システムは、従来の処理システムのように廃棄物の種類ごとに処理装置を用意する必要はなく、一つの有機系廃棄物処理装置で、汚泥や廃プラスチック類などを含む産業廃棄物は勿論、家庭や一般事務などから出る一般廃棄物を、亜臨界水条件下での水熱反応で分解等の処理をすることができるので、廃棄物処理のコストを低減することができるという効果が得られる。また、処理済廃棄物を乾燥状態で取出すことができるので、そのまま選別して肥料や飼料、補助燃料として再利用することができ、きわめて経済的である。

更に、本発明処理システムは、廃プラスチック類や廃ゴム類も燃焼させずに分解等して処分することができるので、ダイオキシンなどの有害物質を発生させることなく、安全なシステムであるといえる。

本発明廃棄物処理システムにおける有機系廃棄物処理装置Ａの一例の断面図。図1の処理装置Ａを組込んだ本発明廃棄物処理システムの一例のブロック図。

符号の説明

１耐熱耐圧容器
２廃棄物投入口
３廃棄物投入装置
４排出口
５排出管
６スクリュウ羽根
７軸
８モータ
９蒸気発生装置
9a 容器内蒸気供給装置
9b 壁内蒸気供給装置
10 圧力調節装置
11a 容器内圧力センサ
11b 二重壁間圧力センサ
12a 容器内温度センサ
12b 二重壁間温度センサ
13 サイクロン
14 コンデンサー
15 廃水処理設備
16 真空ポンプ
19 中央制御装置
20 排出コンベア
21 ホッパー
22 選別機
26 スチームドライヤー
27 振るい機
28 不用品回収部
29 調整機
30 粉体燃料貯蔵部
31 コンベア
32 造粒機
33 振るい機
34 ペレット製品貯蔵部
35 補助燃料使用
36 焼却灰
37 成型機
38 システムハウス化
39 建材等の代替品化
40 発熱ボード化
41 残渣回収部
42 処理済産業廃棄物
ｋ隙間
GT ガスタービン
GE 発電機

Claims

二重壁構造の耐圧容器内において有機系廃棄物を高温・高圧の環境下で攪拌しながら加水分解すると共に、熱分解乃至炭化して処理する廃棄物の処理システムにおいて、前記容器内に高熱の飽和水蒸気を供給する水蒸気供給手段と、該容器内の圧力を開閉弁により調節する圧力調節手段と、投入された廃棄物を前記容器内で攪拌するため軸が当該容器内を貫通して設けられた攪拌手段を少なくとも備え、
前記廃棄物を前記該容器内の温度を230℃以上、圧力を３ＭＰａに調節して攪拌しながら加水分解すると共に、熱分解乃至炭化して処理する工程、
処理済廃棄物をその乾燥状態を保持したまま前記容器内の圧力を大気圧以下に調節して容器外に排出する工程、
排出された処理済廃棄物を選別してその種類により、肥料，飼料，補助燃料の少なくともいずれかを形成する工程、
を有することを特徴とする有機系廃棄物の処理システム。
水蒸気を強制的に排出する強制排出手段を設け、乾燥時に発生する水蒸気を耐圧容器外に排出するようにした請求項１の有機系廃棄物の処理システム。
排出した水蒸気によりガスタービンを稼動させ、その動力により発電するようにした請求項２の有機系廃棄物の処理システム。
処理済廃棄物の乾燥状態の保持は、耐圧容器の二重壁の外壁と内壁の隙間に高熱の水蒸気を供給し、当該隙間内の温度を160〜180℃、圧力を１ＭＰａに維持することにより行う請求項１〜３のいずれかの有機系廃棄物の処理システム。
有機系廃棄物は、汚泥，廃プラスチック類，紙屑，木屑，動物系固形不要物，動植物性残渣，動物の糞尿，動物の死体，感染性の特別管理産業廃棄物の少なくともいずれかの産業廃棄物である請求項１〜４のいずれかの有機系廃棄物の処理システム。
有機系廃棄物は、事業系一般廃棄物，家庭廃棄物，感染性の特別管理一般廃棄物、分別済み生ゴミ，食品残渣の少なくともいずれかの一般廃棄物である請求項１〜４のいずれかの有機系廃棄物の処理システム。
補助燃料は、粉体状、又は、ペレット状に形成する請求項１〜６のいずれかの有機系廃棄物の処理システム。
補助燃料使用後の焼却灰は、成型機により成型し構造材料として使用する請求項１〜７のいずれかの有機系廃棄物の処理システム。