WO2008038361A1 - système d'élimination des déchets organiques - Google Patents

Description

明 細 書

有機系廃棄物の処理システム

技術分野

[0001] 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 務など力 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。

背景技術

[0002] 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!/ヽた。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!/ヽた。

[0003] 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 、た。

[0004] 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力 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。

[0005] 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。 [0006] 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 るものば力りではなぐ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、金属製のパネやピン，歯車が 組み込まれて ヽるプラスチック製品、合成紙が多用されて ヽる書籍など数え切れな ヽ 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

[0007] 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力 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、病院など力もの感染性廃棄物、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 ーッなどがある。これらは専門の業者が回収している力 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。

[0008] 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輛内の床面に 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。

[0009] 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 風当たりが強ぐまた、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 りダイォ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。

[0010] 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

[0011] 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。

[0012] 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。

[0013] 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 力 設定温度が 500°C以上、圧力が 5MPa〜22MPaと高いため、それに耐え得る装 置の開発が難しぐコストも力かるという問題があった。

[0014] 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°C以上、処理圧力 5〜10MPaであるた め、この条件で連続的に酸ィ匕処理するための装置の開発が難しぐコストがかかり過 ぎるという問題があった。

[0015] 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、装置力 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、コストが掛カり過ぎるという問題があった。

特許文献 1 :特開 2005— 178327号公報

特許文献 2：特開平 6 - 91649号公報

特許文献 3：特開 2004 - 262720号公報

特許文献 4：特開 2002— 102819号公報 特許文献 5 :特開 2004— 321855号公報

特許文献 6：特開平 10— 147662号公報

特許文献 7：特許第 3440835号公報

特許文献 8：特開 2004 - 290819号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0016] 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。

課題を解決するための手段

[0017] 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°C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

[0018] 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°C、圧力を IMPaに維持すること により行う構成にするのが望まし 、。

[0019] 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!/、ずれかの一般廃棄物が挙げられる。

[0020] 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。

[0021] 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，魚介類の残渣ゃ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、木材片ゃ伐採された榭木、草、或は、下水道や河川に溜まるへド 口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。

[0022] 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ぐ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。

[0023] 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、無機化合物では酸ィ匕物は、水によって相互に 水酸化物を橋にして分解する。

[0024] 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°C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ぐ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°C前後で最も 反応が激しくなる。

[0025] また、飽和蒸気圧下と!/、うことは気相と液相が混在して 、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 、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。

[0026] 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°C程度の低温域では酸素の存在によって酸化反応を伴う。酸ィ匕 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。

[0027] 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、ポリ塩ィ匕ビュ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ィ匕ビュル、ポリスチレン、ポリオレフイン の順で強くなることで知られ、真空中の揮発率は 200°C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°C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ィ匕し、 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。

発明の効果

[0028] 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 V、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。

[0029] 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力 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!、う格別の効果が得られる。

[0030] 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、生ゴミゃ畜産廃棄物，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 、と 、う効果が得られる。

[0031] 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。

発明を実施するための最良の形態

[0032] 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。

[0033] 図 1にお 、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、 laは 耐熱耐圧容器 1の外壁、 lbは同じく内壁である。外壁 laと内壁 lb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 ようになつている。耐熱耐圧容器 1は、ここでは内部温度 600°C、内部圧力 5MPaに耐 え得るものを使用している。

[0034] 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。

[0035] 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。

[0036] 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 laと内壁 lbの隙間 k内に供給する壁内蒸気供給装置である。

[0037] 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、 l ibは、耐熱耐圧 容器 1の外壁 laと内壁 lb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 laと内壁 lb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, l ib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。

[0038] 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 一 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ィ匕し、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はばつき槽、 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 力 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。

[0039] 本発明においては、サイクロン 13力も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。

[0040] 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, lib,温度セ ンサ 12a, 12bによる耐熱耐圧容器 1内、及び、外壁 laと内壁 lb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 ベての装置、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 laと内壁 lb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。

[0041] 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°C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 内の温度力 00°C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。

[0042] 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!/ヽと耐熱耐圧容器 1内の水蒸気やガスが大気中に一気に放出されて しま 、、微生物や病原菌が死滅しな 、で処理後の残留物に残って 、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。

[0043] 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 laと内壁 1 b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°C、圧力を 1 MPa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 取出しに手間が掛カる上に、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。

[0044] 本発明システムの有機系廃棄物処理装置 Aで、 5リューべタイプで実際に約 3トンの 微生物が繁殖して ヽ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 3MP a、温度を 230°C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分間ですベ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。

[0045] 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°C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カゝつた

[0046] 更に、有機系廃棄物処理装置 Aで、肉，野菜，魚などの食品残渣ゃ売れ残りの弁 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、ほぼすベ 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。

[0047] また、上記の有機系廃棄物処理装置 Aでは、木材片ゃ伐採された榭木、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°C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ぐ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ォ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。

[0048] 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はこのコンペ ァ 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。

[0049] 22は、ホッパー 21に貯留されて 、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ィ匕に適したものであると判別した きは、肥料ィ匕システム 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。

[0050] また、選別機 22にお 、て処理済廃棄物が飼料ィ匕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。

[0051] 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。

[0052] 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。

[0053] 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 熱ボードィ匕 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、上部力 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。

[0054] 41は、選別機 22において、肥料化，飼料ィ匕に適さず、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。

産業上の利用可能性

[0055] 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ぐ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。

[0056] 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、ダイォ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!/、える。

図面の簡単な説明

[0057] [図 1]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]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

[0058] 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

lib 二重壁間圧力センサ a 容器内温度センサb 二重壁間温度セン' サイクロン

コンデンサー 廃水処理設備 真空ポンプ 中央制御装置 排出コンベア ホッノ一

選別機

スチームドライヤー 振るい機

不用品回収部 調整機

粉体燃料貯蔵部 コンベア

造粒機

振るい機

ペレット製品貯蔵部 補助燃料使用 焼却灰

成型機

システムノ、ウスィ匕 建材等の代替品化 発熱ボードィ匕 残渣回収部 処理済産業廃棄物 隙間 ガスタービン 発電機

Claims

請求の範囲

[1] 二重壁構造の耐圧容器内にぉ 、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°C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!、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。

[2] 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。

[3] 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。

[4] 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°C、圧力を IMPa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。

[5] 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

[6] 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!、ずれかの有機系廃棄物の処理システム。

[7] 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 1〜7の!、ずれかの有機系廃棄物の処理システム。