WO2019193687A1 - 紙おむつ処理装置及び紙おむつ処理方法 - Google Patents

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WO2019193687A1
WO2019193687A1 PCT/JP2018/014435 JP2018014435W WO2019193687A1 WO 2019193687 A1 WO2019193687 A1 WO 2019193687A1 JP 2018014435 W JP2018014435 W JP 2018014435W WO 2019193687 A1 WO2019193687 A1 WO 2019193687A1
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polymer absorbent
water
paper diaper
absorbent material
tank
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PCT/JP2018/014435
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English (en)
French (fr)
Inventor
小川　弘
Original Assignee
小川　弘
藤本 啓一郎
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B5/00—Operations not covered by a single other subclass or by a single other group in this subclass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B17/00—Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
    • B29B17/02—Separating plastics from other materials
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling

Definitions

  • the present invention relates to a paper diaper processing apparatus and a paper diaper processing method for processing used paper diapers.
  • used disposable diapers are not only generated in ordinary households, but are also used in large quantities on a daily basis, for example, in nursing homes, kindergartens, nursing homes such as nursing homes, or medical institutions with multiple beds.
  • These disposable diapers are collected as combustible waste (general waste, business-related general waste, etc.) subject to incineration in many local governments, and are disposed of at incineration facilities.
  • disposable diapers are often composed of a polymer absorbent material that absorbs liquid such as excrement with high efficiency and is covered with a surface material made of a non-woven fabric having water permeability. Naturally, it absorbs liquid and swells. Therefore, when incinerating a large amount of used paper diapers containing such a liquid component, an incinerator provided with a heat source (heater) or the like that keeps the incineration temperature at several hundred degrees or more in order to prevent incomplete combustion. (See, for example, Patent Document 1).
  • Patent Document 1 in order to incinerate used paper diapers containing a large amount of liquid, it is necessary to provide ancillary facilities such as a heat source section and hot air piping section that are hotter than a normal incinerator. Therefore, there is a problem that not only the structure of the heat source part and the incidental equipment is complicated, but also the fuel cost of the incineration process may increase.
  • the present invention has been made paying attention to such problems, and an object thereof is to provide a paper diaper processing apparatus and a paper diaper processing method capable of efficiently disposing of used paper diapers containing a liquid component.
  • a disposable diaper processing device includes: A paper diaper processing device for processing used paper diapers, The polymer absorbent material covered with the surface material of the paper diaper was supplied with a water supply unit for supplying supply water having a lower osmotic pressure than the liquid to be treated absorbed by the polymer absorbent material, and the water supply unit supplied water. A separation part having a crushing part for separating the polymer absorbent material and the surface material, and the polymer absorbent material separated from the surface material by the separation part into the polymer absorbent material absorbed therein. And a processing unit that supplies an additive solution having a higher osmotic pressure than the processing liquid.
  • the surface material of the disposable diaper and the enlarged polymer are obtained by supplying the low-osmotic pressure supply water to the polymeric absorbent material of the used disposable diaper to sufficiently swell and enlarge it. Since the absorbent material can be easily separated from the crushing part of the separation tank, the water to be treated inside the polymer absorbent separated from the surface material can be discharged to the outside by osmotic pressure. The packed polymer absorbent material can be discarded efficiently.
  • the supplied water is fresh water.
  • the polymer absorbent material can be easily and reliably swollen and enlarged by allowing the polymer absorbent material to absorb fresh water with low osmotic pressure that is easily available and does not contain excessive additives.
  • the additive is a salt in which a cation and an anion are ion-bonded. According to this feature, an additive having a higher osmotic pressure than the liquid to be treated can be employed from a wide variety of salts.
  • the additive material is sodium chloride. According to this feature, an additive having a higher osmotic pressure than the liquid to be treated can be easily obtained at a low cost.
  • the water supply unit has a mounting surface on which the paper diaper is mounted and which is inclined downward toward the separation unit, and a plurality of water supply ports for supplying water toward the mounting surface. According to this feature, by supplying water from the water supply port to the paper diaper placed on the placement surface, it can be sent to the separation tank simultaneously with the swelling of the polymer absorbent material, so that the handling of the treatment is easy. .
  • the separation unit includes a transfer unit that transfers the polymer absorbent separated from the surface material to the treatment unit. According to this feature, only the polymer absorbent separated from the surface material by the separation unit can be separated and transferred to the processing unit.
  • the separation part has a discharge part for discharging the surface material separated from the polymer absorbent to the outside of the separation part. According to this feature, it is possible to separate the surface material made of non-woven fabric that has been separated from the polymer absorbent material and reduced in volume at the separation section, vinyl mixture, etc., and dispose of it as combustible waste through the discharge section, as well as recycled material or fuel. It can be reused as a material.
  • the treatment section includes the polymer absorbent material, the liquid to be treated that has permeated outside the polymer absorbent material, and a drainage section that discharges the additive to the outside of the treatment tank. According to this feature, since the liquid to be treated derived to the outside by osmotic pressure, the polymer absorbent material reduced in volume, and the additive can be discharged together through the drainage section, the treatment efficiency is high.
  • the paper diaper processing method of the present invention comprises: A paper diaper processing method for processing used paper diapers, The polymer absorbent material covered with the surface material of the paper diaper was supplied with supply water having a lower osmotic pressure than the liquid to be treated absorbed by the polymer absorbent material, and water was supplied in the water supply step. A separation step of separating the polymer absorbent and the surface material, and the polymer absorbent separated from the surface material in the separation step, than the liquid to be treated absorbed by the polymer absorbent And a processing step of supplying an additive solution having a high osmotic pressure.
  • the surface material of the paper diaper and the enlarged polymer are obtained by supplying the low-osmotic pressure supply water to the polymer absorbent material of the used paper diaper in the water supply process to sufficiently swell and enlarge it. Since the absorbent material can be easily separated from the absorbent material in the separation process, the treated water inside the polymer absorbent material separated from the surface material in the treatment process can be discharged outside by osmotic pressure. The polymer absorbent material whose volume has been reduced can be discarded efficiently.
  • (A) is front sectional drawing which shows the water supply tank and separation tank of the paper diaper processing apparatus in an Example, (b) is also a partial cross section top view.
  • (A) is front sectional drawing which shows the processing tank of a paper diaper processing apparatus, (b) is a plane sectional drawing similarly.
  • (A) is sectional drawing which shows the paper diaper before use, (b) is the elements on larger scale of the dotted line enclosure part of (a).
  • (A) is sectional drawing which shows the water supply condition in a water tank, (b) is the elements on larger scale of the dotted-line enclosure part A of (a), (c) is the part of the dotted-line enclosure part B of (a) It is an enlarged view. It is the elements on larger scale which show the separation condition of the paper diaper in a separation tank. It is a figure explaining the mechanism of the liquid flow inside and outside of a polymer absorber.
  • reference numeral 1 in FIGS. 1 and 2 denotes equipment constituting a disposable diaper processing apparatus to which the present invention is applied.
  • the paper diaper processing apparatus 1 is connected to a water supply tank 5 (water supply unit) for supplying fresh water W (supply water) to the paper diaper 20 and the water supply tank 5.
  • a separation tank 10 separation unit for separating the paper diaper 20 and a processing tank 31 (processing unit) connected to the separation tank 10 via a transfer pipe 34 are mainly configured.
  • the water supply tank 5 and the separation tank 10 are unitized as an integrated device, and as shown in FIG. 2, the treatment tank 31 is configured separately from the device.
  • the left-right direction of FIG. 1 will be described as a longitudinal direction.
  • the paper diaper processing apparatus 1 puts a plurality of used paper diapers into a water supply tank 5 and supplies a water supply process (see FIGS. 1 and 4) in a water supply tank 5 described later (see FIGS. 1 and 4), and a separation process (see FIGS. 1 and 5). And the processing steps (see FIGS. 2 and 6) are sequentially performed in the treatment tank 31 to separate and reduce the volume of the polymer absorbent 26 that has been incorporated in the surface material of these paper diapers and has absorbed the water to be treated. And then discharged together with other liquids such as additives.
  • the water supply tank 5 of the disposable diaper processing apparatus 1 includes a housing 2 having an inner structure having an inlet 2a opened upward at the upper side end and a casing communicating with the inlet 2a.
  • the main part is a watering part 4 (water supply part) provided in the upper part of 2 and a placing part 3 on which a paper diaper 20 provided immediately below the inlet 2a and the watering part 4 is placed.
  • the placement unit 3 is a placement surface of the disposable diaper 20, and an inclined surface 3 a that is gently inclined downward as it moves away from the insertion port 2 a in the longitudinal direction (right direction in the drawing), and further away from the insertion surface 2 a in the longitudinal direction.
  • an inclined surface 3b that inclines downward is formed, and this inclined surface 2b is connected to an inlet portion 7 of the separation tank 10 to be described later.
  • the sprinkler 4 is connected to a water pipe (not shown) via a valve, and the front end of the inlet 2a is provided in the width direction, and is long so as to cover substantially the entire surface above the inclined surface 2b of the mounting portion 3.
  • the water supply pipe 6 is provided in a grid shape in the direction and the width direction, and the water supply pipe 6 is provided with a water supply port 6a composed of a plurality of small-diameter nozzles opened. It is comprised so that the water-like fresh water W can be ejected.
  • the supply water supplied to the paper diaper 20 is preferably fresh water W (clean water), but is not limited to this as long as it is absorbed by the polymer absorbent 26, and a solution containing a predetermined amount of additive or mixture. Alternatively, as will be described later, the water to be treated in the treatment tank 31 may be circulated and applied as supply water.
  • the separation tank 10 is provided in the longitudinal direction in the main body part 12 having an internal structure in which one end side in the longitudinal direction (the left side in the drawing) is connected to the mounting part 3 of the water supply tank 5 inside, A rotating shaft 11 having bearings at both ends, a crushing portion 13 that is fixed to the outer peripheral surface of the rotating shaft 11 along the axial direction, each extending in the outer diameter direction of the rotating shaft 11, and a power cable (not shown) And a motor 17 for applying a rotational driving force to the rotary shaft 11.
  • a blower opening connected to a blower (not shown) opens in the axial direction of the rotary shaft 11 at the inlet 7 of the separation tank 10.
  • the crushing portion 13 of the present embodiment includes a crushing tooth 9 having a tooth portion protruding in the outer diameter direction at the inlet portion 7, and a paddle 14 in which the radial tip bulges in a plate shape over the axial direction of the rotary shaft 11. It is comprised as a stirring paddle having The crushing part of the present invention is not limited to the paddle 14, for example, an agitating blade extending in the axial direction while spirally turning around the rotating shaft 11, or a crushing object attached to a part thereof.
  • Various forms according to the shape of the disposable paper diaper 20 may be configured.
  • a screen portion 15 made of a substantially semi-cylindrical punching metal having a small diameter and a large number of through holes 15a so as to externally fit the rotary shaft 11 and the lower half portion of the crushing portion 13,
  • the rotary shaft 11 is fixedly provided at a concentric position.
  • the inner wall of the screen portion 15 is close enough not to contact the radial tip of the crushing portion 13.
  • a bowl-shaped drainage receiving portion 16 that is gently inclined downward toward the other end in the longitudinal direction is provided below the screen portion 15 in the main body portion 12.
  • a transfer pump 38 is provided at the other end of the drain receiving part 16, and the transfer pump 38 has a transfer pipe 34 for transferring the water to be treated discharged from the main body 12 to the treatment tank 31. One end is connected.
  • the transfer pump 38 since the treated water to be transferred contains excreta and the like, the transfer pump 38 has a high water-tightness, such as a magnet pump that can send out a slight solid content or a semi-solid substance. Is preferred.
  • a discharge chute 18 discharge portion that opens to the upper side wall and extends laterally is provided on the other end side (right side in the drawing) of the main body 12 in the longitudinal direction. Is configured such that a collection container 19 for collecting the surface materials 22 and 23 and the main body portions 21 and 24 from which the polymer absorbent material 26 is separated from the paper diaper 20 can be installed.
  • the processing tank 31 includes a substantially rectangular parallelepiped main body 40 having an inner structure and having openings 40a and 40b formed on the upper surface in the present embodiment.
  • the processing tank 31 is formed inside the main body 40 and is formed in the opening 40a.
  • a mixing tank 41 that communicates with the reaction tank 43 that is adjacent to the inside of the mixing tank 41 via the side wall 42 and that communicates with the opening 40b, a reaction tank 43 that is adjacent to the reaction tank 43 via the side wall 44, and the opening 40b. It is mainly composed of a storage tank 45 that communicates with an operation panel 50 installed on the upper part of the main body 40.
  • the treatment tank 31 drains the treated water to a sewer pipe or the like after promoting the separation of the liquid from the polymer absorbent contained in the treated water discharged from the separation tank 10.
  • an end 34a of a transfer pipe 34 for transferring the water to be treated to the mixing tank 41 is connected.
  • An agitation pump 47 for agitating the inside of the mixing tank 41 is disposed at an appropriate position at the bottom of the mixing tank 41.
  • a plurality of communication holes 42a are formed through at appropriate positions on the side wall 42 that partitions the mixing tank 41 and the reaction tank 43, and at appropriate positions on the side wall 44 that partitions between the reaction tank 43 and the storage tank 45. Since the plurality of communication holes 44a are formed so as to penetrate, the water to be treated in the mixing tank 41 naturally flows into the reaction tank 43 through the communication holes 42a, and the water to be treated in the reaction tank 43 further communicates with the communication holes. It is comprised so that it may naturally flow in into the storage tank 45 via 44a, ie, the water level in these mixing tank 41, the reaction tank 43, and the storage tank 45 is comprised so that it may become the same level.
  • a drain pipe 55 extends in the vertical direction near the outer wall facing the side wall 44 of the storage tank 45, and an upper end portion 55 a of the drain pipe 55 faces upward at an upper portion in the storage tank 45. While opening, the lower end part of the drain pipe 55 penetrates the lower part of the outer wall of the main body 40 of the processing tank 31, extends outward, and is connected to a discharge tank or a sewer pipe (not shown).
  • a drain pipe 56 which is a short pipe, extends horizontally through the outer wall of the main body 40 at a position below the lower end of the drain pipe 55, and one end of the drain pipe 56 is a storage tank. The other end extends outward through an opening / closing valve 57, and is connected to a not-shown sewer pipe or discharge tank.
  • an upper lid 51 capable of opening and closing the opening 40 a is provided on the upper surface of the mixing tank 41, and an upper lid 52 capable of opening and closing an opening 40 b common to these is provided on the upper surfaces of the reaction tank 43 and the storage tank 45. Is provided.
  • the water supply process will be described.
  • the paper diaper 20 placed on the gentle slope 3 a.
  • fresh water W is sprayed through the water supply pipe 6 to the paper diaper 20 on the placement surface 3 b. Since the plurality of water supply ports 6 a formed in the water supply pipe 6 are arranged so as to cover substantially the entire surface of the placement surface 3 b, fresh water W uniformly adheres to the surface of the paper diaper 20.
  • the paper diaper 20 is made of a nonwoven fabric or the like, and includes a polymer absorbent material 25 that absorbs liquid such as excrement in a substantially central portion of the body portions 21 and 24 worn by the user.
  • the polymer absorbent material 25 is covered between the main body portions 21 and 24 and the surface materials 22 and 23 by adhering the surface materials 22 and 23 made of a non-woven fabric having water permeability on both the inner and outer surfaces.
  • the main body portions 21 and 24 also constitute surface materials.
  • the polymer absorbent 25 is made of a hydrophilic resin having a high water absorption function capable of absorbing water of several hundred times to about 1000 times its own weight and a water retention function for retaining absorbed water. Before water absorption, as shown in FIG. 3 (b), it is formed into a large number of granules with a small diameter, and the polymer absorbent material 26 after use of the paper diaper is shown in FIGS. 4 (b) and 4 (c). As shown in the figure, the liquid component absorbed therein is swollen and formed into a lump of semi-liquid / semi-solid like a highly viscous gel material.
  • the polymer absorbent material 26 of the used paper diaper has its water absorption capacity. It does not absorb water until it reaches its maximum capacity. In other words, it is discarded as used paper diapers with a certain amount of excess water absorption performance.
  • the paper diaper processing apparatus 1 supplies fresh water W to the used paper diaper 20 to maximize the water absorption capacity of the polymer absorbent material 26 of the paper diaper or its Water is actively absorbed to the vicinity to facilitate separation of the polymer absorbent material 26, which will be described later, from the main body portions 21 and 24 and the surface materials 22 and 23.
  • the polymer absorbent material 26 supplies water to its maximum water absorption capacity, and the paper diaper 20 is sufficiently enlarged and its weight is increased. As shown in FIG. 4C, the outer surface of the enlarged paper diaper 20 'bulges in a convex shape.
  • the used paper diaper 20 before fully absorbing the fresh water W is not sufficiently heavy, it is relatively likely to stay on the placement surface 3b. However, the fresh water W is gradually absorbed on the placement surface 3b.
  • the enlarged paper diaper 20 ′ becomes difficult to stop due to inertia when it slides out below the inclined mounting surface 3b as described above. It becomes easy to be transferred to the separation tank 10 below the mounting surface 3b.
  • fresh water W that is clean and does not contain additives and the like is most suitable.
  • tap water clean water
  • the fresh water W can be applied easily and inexpensively.
  • the supply water is not limited to the fresh water W according to the present embodiment, for example, a solution obtained by diluting with water an additive that easily absorbs a polymer such as a salt solution, a sterilizing solution, and a cleaning solution containing a surfactant. There may be.
  • the paper diaper 20 ′ transferred into the separation tank 10 is introduced into the screen portion 15 through the inlet portion 7, and While being pushed out in the axial direction of the rotary shaft 11 by strong wind supplied to a blower opening (not shown), the inside of the screen portion 15 is irregular in the axial direction and the outer diameter direction by the crushing portion 13 rotating around the rotary shaft 11. Move so that it is pushed out.
  • the paper diaper 20 ′ is sandwiched by a narrow gap between the outer end portion 14 a of the paddle 14 of the crushing portion 13 and the inner wall 15 b of the screen portion 15, and is made of a nonwoven fabric or the like.
  • the materials 22 and 23 are crushed.
  • the polymer absorbent material 26 in a swollen state which has absorbed the fresh water W in addition to the excrement inside the surface materials 22 and 23 and is sufficiently enlarged, gradually becomes the main body portions 21 and 24 of the disposable diaper 20 ′. It is exposed to the outside through the damaged portion C formed on the surface materials 22 and 23 and separated from the main body portions 21 and 24 of the paper diaper.
  • the disposable diaper 20 ′ in the separation tank 10 is enlarged by absorbing fresh water W, and tension is acting on the outer surfaces of the surface materials 22, 23. It is easy to be crushed in comparison.
  • the paper diaper 20 before absorbing the fresh water W is sandwiched between the outer end portion 14a of the paddle 14 and the inner wall 15b of the screen portion 15 because no tension acts on the outer surfaces of the surface materials 22 and 23.
  • the shape is deformed with a high degree of freedom by following the gap and is not easily crushed.
  • the polymer absorbent material 26 in a swollen state exposed to the outside of the disposable diaper 20 ′ is a heavy article having a large specific gravity, it passes through a through hole 15 a formed in the screen portion 15 by being pushed out by a centrifugal force in the outer diameter direction. Then, it is transferred to a treatment tank 31 (to be described later) by a transfer pump 38 through a drain receiving part 16 below the screen part 15. Further, the transfer pump 38 can transfer some moisture in addition to the polymer absorbent 26 described above.
  • solid residues such as the main body portions 21 and 24 and the surface materials 22 and 23 of the paper diaper 20 ′ separated from the polymer absorbent material 26 are light weight materials having a small specific gravity such as a nonwoven fabric or a vinyl mixture.
  • the air is carried in the axial direction of the rotary shaft 11 by the air blow, and is transported to the other end side by the paddle 14 inside the screen portion 15, and then outside the main body portion 12 through the discharge chute 18 communicating with the screen portion 15. After being discharged, it is put into a recovery container 19 placed under the discharge chute 18 and recovered.
  • the separation tank 10 includes a liquid component such as a polymer absorbent 26 containing water to be treated and a main part of a paper diaper 20 ′ separated from the polymer absorbent 26 by the crushing unit 13 and the blower. 21 and 24 and surface materials 22 and 23 etc., and it is comprised so that it may isolate
  • a liquid component such as a polymer absorbent 26 containing water to be treated and a main part of a paper diaper 20 ′ separated from the polymer absorbent 26 by the crushing unit 13 and the blower. 21 and 24 and surface materials 22 and 23 etc., and it is comprised so that it may isolate
  • a predetermined amount of salt (additive: NaCl) is introduced into the mixing tank 41 to which the polymer absorbent 26 has been transferred by the transfer pump 38. Is done.
  • the liquid introduced into the mixing tank 41 and the additive liquid are mixed and filled with salt water (additive material solution) having a certain high salt concentration.
  • the additive may be supplied by an operator by opening the top lid 51 of the mixing tank 41 and opening 40a, or by supplying an additive solution diluted in advance to a predetermined concentration with a supply pump (not shown).
  • the gel-like polymer absorbent 26 comes into contact with salt water, so that the liquid component absorbed in the polymer absorbent 26 is discharged to the outside of the polymer absorbent 26 by osmotic pressure. The Therefore, the volume of the gel-like polymer absorbent 26 is gradually reduced (see FIG. 6).
  • the subsequent polymer absorbent material 26 is mainly composed of a coating film 28 having water permeability and a liquid component D of excrement confined inside by the coating film 28.
  • the polymer absorbent 26 is separated from the main body portions 21 and 24 of the paper diaper, so that the salt water (additive) having a higher osmotic pressure than the liquid D confined in the coating film 28 is obtained. Soaked in solution).
  • the liquid component D confined inside the coating film 28 gradually flows out to the outside through the coating film 28 due to osmotic pressure.
  • the liquid component D flowing out of the membrane 28 is mixed with salt water composed of fresh water W and salt N.
  • the polymer absorbent material 26 after substantially the entire amount of the liquid component D has flowed out is shrunk into a fine shape of, for example, about 1 mm or less.
  • the liquid in the mixing tank 41 is transferred to the reaction tank 43 through the communication hole 42a. Since the communication hole 42a has a relatively small diameter, the gel-like polymer absorbent 26 in the mixing tank 41 reacts until the volume is reduced to such an extent that it can pass through the communication hole 42a. Instead of being transferred to the tank 43, it remains in the mixing tank 41 and is configured to continue the permeation action by the salt water described above.
  • a fine grid screen or punching metal is used. It may be arranged.
  • the gel-like polymer absorbent material 26 comes into contact with salt water, so that the liquid component absorbed in the polymer absorbent material 26 is absorbed.
  • the gel-like polymer absorbent 26 is further reduced in volume by being discharged out of the polymer absorbent 26 by the osmotic pressure.
  • the liquid in the reaction tank 43 is transferred to the storage tank 45 through the communication hole 44 a of the side wall 44. Since the communication hole 44a of the side wall 44 is formed with a smaller diameter than the communication hole 42a of the side wall 42 described above, the gel-like polymer absorbent 26 in the reaction tank 43 passes through the communication hole 44a. Until the volume is reduced to the extent possible, it is not transferred to the storage tank 45, but remains in the reaction tank 43, and the permeation action by the salt water described above is continued.
  • the aerobic microorganisms in the reaction tank 43 are activated by sending out air bubbles sent from a blower pump (not shown) through an air diffuser, and are contained in the liquid excrement in the reaction tank 43.
  • the organic matter produced may be biologically decomposed.
  • the water to be treated is introduced into the treatment tank 31 through the transfer pipe 34 through the above-described water supply process and separation process, and the water level of the mixing tank 41, the reaction tank 43, and the storage tank 45 gradually increases.
  • the level of the water to be treated reaches the upper end portion 55 a of the drain pipe 55
  • the supernatant water of the treated water after the purification treatment is introduced into the upper end portion 55 a of the drain pipe 55, and sequentially to the outside through the drain pipe 55. It is configured to be discharged.
  • a separation filter (not shown) for separating solids contained in the water to be treated is laid in a horizontal direction at a height slightly lower than the upper end portion 55a of the drain pipe 55. In this way, only the liquid component of the water to be treated that has passed through the separation filter and the solid component having a predetermined diameter or less are introduced into the upper end portion 55a.
  • the water level of the mixing tank 41, the reaction tank 43, and the storage tank 45 is determined by the configuration of the communication hole 42 a of the side wall 42, the communication hole 44 a of the side wall 44, and the configuration of the upper end portion 55 a opened above the drain pipe 55.
  • the upper end portion 55a of the drain pipe 55 is stabilized at the same or lower level.
  • the open / close valve 57 of the drain pipe 56 is opened to discharge the entire amount of water to be treated in the mixing tank 41, the reaction tank 43, and the storage tank 45 to the outside. Can do.
  • the paper diaper processing apparatus 1 by supplying the supply water in the water supply tank 5 to the polymer absorbent 26 of the used paper diaper 20 to sufficiently swell and enlarge it, Since the main body parts 21 and 24 and the surface materials 22 and 23 of the disposable diaper 20 and the enlarged polymer absorbent material 26 can be easily separated by the crushing part 13 of the separation tank 10, the main body parts 21 and 24 and the surface material The to-be-processed water inside the polymer absorbent 26 separated from 22 and 23 can be discharged to the outside by osmotic pressure, and the volume-reduced polymer absorbent 26 can be efficiently discarded.
  • the additive is a salt in which a cation and an anion are ion-bonded
  • an additive having an osmotic pressure higher than that of the liquid to be treated can be adopted from a wide variety of salts.
  • an additive preferably contains multivalent ions such as aluminum sulfate (sulfuric acid band), polyaluminum chloride, ferric chloride, polyferric sulfate and the like that are also effective as inorganic flocculants.
  • An additive solution can be employed, and it is preferable to select an inorganic flocculant according to conditions such as the pH of the water to be treated. This is because the surface of many particles suspended in treated water such as excreta is charged with negative charges, so by supplying the additive containing the above-mentioned polyvalent cation, This is probably because charge neutralization can be performed positively.
  • the additive is sodium chloride (NaCl)
  • NaCl sodium chloride
  • an additive having a higher osmotic pressure than the excrement liquid D is inexpensive and can be easily obtained.
  • inorganic aggregates such as aluminum sulfate (sulfuric acid band), polyaluminum chloride, ferric chloride, polyferric sulfate, etc.
  • a relatively low concentration solution diluted with water is highly effective. Therefore, depending on the water quality conditions of the water to be treated, it may be possible to make it cheaper than the sodium chloride (NaCl) of this example.
  • the water supply tank 5 is provided with placement surfaces 3a and 3b on which a paper diaper 20 is placed and inclined downward toward the separation tank 10, and a plurality of water supply ports 6a for supplying water toward the placement surfaces 3a and 3b.
  • water can be supplied from the water supply port 6a to the paper diaper 20 placed on the placement surfaces 3a and 3b and sent to the separation tank 10 simultaneously with the swelling of the polymer absorbent 26. Easy.
  • the separation tank 10 includes a transfer pump 38 (transfer section) that transfers the polymer absorbent 26 separated from the main body portions 21 and 24 and the surface materials 22 and 23 to the treatment tank 31, so that the separation tank 10 Thus, only the polymer absorbent 26 separated from the main body portions 21 and 24 and the surface materials 22 and 23 can be separated and transferred to the treatment tank 31.
  • a transfer pump 38 transfer section
  • the separation tank 10 has a discharge chute 18 (discharge part) for discharging the main body parts 21 and 24 and the surface materials 22 and 23 separated from the polymer absorbent 26 to the outside of the separation tank 10, so that the separation tank 10.
  • discharge part discharge part
  • the vinyl mixture and the like can be separated and disposed as combustible waste through the discharge chute 18. Can be reused as recycled material or fuel material.
  • the treatment tank 31 has a drain pipe 55 (drainage part) that discharges the polymer absorbent 26, the liquid to be treated that has penetrated to the outside of the polymer absorbent 26, and salt N (additive) to the outside of the treatment tank 31. Since the liquid to be treated led out to the outside by osmotic pressure, the polymer absorbent material 26 reduced in volume, and the salt N (additive) can be discharged together through the drain pipe 55, the processing efficiency is improved. high.
  • the water supply process supplies water having a low osmotic pressure to the polymer absorbent 26 of the used paper diaper 20 to sufficiently swell and enlarge the paper diaper. Since the main body portions 21 and 24 and the surface materials 22 and 23 of 20 ′ and the enlarged polymer absorbent material 26 can be easily separated in the separation step, the main body portions 21 and 24 and the surface material are treated in the treatment step.
  • the to-be-processed water inside the polymer absorbent 26 separated from 22 and 23 can be discharged to the outside by osmotic pressure, and the volume-reduced polymer absorbent 26 can be efficiently discarded.
  • the stirring paddle is comprised as the crushing part 13 which isolate
  • separated in the separation tank 10 is transferred to the processing tank 31, and the additive solution with a high osmotic pressure is added in this processing tank 31, this,
  • the additive solution may be added to the separation tank 10 and then transferred to the treatment tank 31.
  • the water to be treated inside the polymer absorbent 26 may be discharged to the outside in the separation tank 10 to which the additive solution has been added.
  • the to-be-processed water processed in the processing tank 31 is discharged
  • it processed in the processing tank 31 A part of the water to be treated may be circulated in the water supply tank 5 and applied as supply water.

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Abstract

液体分を含む使用済み紙おむつを効率よく廃棄処理することができる紙おむつ処理装置及び紙おむつ処理方法を提供する。　紙おむつ２０の表面材２２，２３により被覆された高分子吸収材２６に、高分子吸収材２６が内部に吸収した被処理液よりも浸透圧の低い供給水Ｗを給水する給水部５と、給水部５で給水された高分子吸収材２６と表面材２２，２３とを分離する破砕部１３を有する分離部１０と、分離部１０で表面材２２，２３から分離された高分子吸収材２６に、高分子吸収材２６が内部に吸収した被処理液よりも浸透圧の高い添加材溶液を供給する処理部３１と、を少なくとも備える。

Description

紙おむつ処理装置及び紙おむつ処理方法
　本発明は、使用済みの紙おむつを処理する紙おむつ処理装置及び紙おむつ処理方法に関する。
　従来、使用済みの紙おむつは、一般家庭にて発生するのみならず、例えば保育所・幼稚園や養護老人ホーム等の介護・養護施設、或いは複数の病床を備えた医療機関等の事業所では日々大量に発生するものであり、これらの紙おむつは多くの自治体で焼却対象となる可燃ごみ（一般廃棄物・事業系一般廃棄物等）としてごみ収集され、焼却施設にて廃棄物処理がされている。
　近年の紙おむつは、排泄物等の液体分を高効率に吸収する高分子吸収材が、通水性を有する不織布からなる表面材に被覆されて構成されることが多く、したがって使用済みの紙おむつは、当然のことながら液体を吸収して膨潤化している。よって、このような液体分を含有する使用済み紙おむつを大量に焼却処理するに際しては、不完全燃焼を防止するため、焼却温度を数百度以上に保つ熱源部（ヒータ）等を備えた焼却装置が供されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２－２２８１２７号公報（第３頁、第２図）
　しかしながら、特許文献１にあっては、液体分を多く含む使用済み紙おむつを焼却処理するために、通常の焼却装置よりも高温の熱源部や熱風配管部等の付帯設備を具備する必要があることから、当該熱源部及び付帯設備の構造が複雑化するばかりか、焼却処理の燃料コストが増大する虞が生じるという問題がある。
　本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、液体分を含む使用済み紙おむつを効率よく廃棄処理することができる紙おむつ処理装置及び紙おむつ処理方法を提供することを目的とする。
　前記課題を解決するために、本発明の紙おむつ処理装置は、
　使用済みの紙おむつを処理する紙おむつ処理装置であって、
　前記紙おむつの表面材により被覆された高分子吸収材に、該高分子吸収材が内部に吸収した被処理液よりも浸透圧の低い供給水を給水する給水部と、該給水部で給水された前記高分子吸収材と前記表面材とを分離する破砕部を有する分離部と、該分離部で前記表面材から分離された前記高分子吸収材に、該高分子吸収材が内部に吸収した被処理液よりも浸透圧の高い添加材溶液を供給する処理部と、を少なくとも備えることを特徴としている。
　この特徴によれば、使用済み紙おむつの高分子吸収材に給水部にて、浸透圧の低い供給水を供給して十分に膨潤させ肥大化させることで、紙おむつの表面材と肥大化した高分子吸収材とを分離槽の破砕部により容易に分離することができるため、表面材から分離した高分子吸収材の内部の被処理水を浸透圧で外部に排出させて排水することができ、減容化した高分子吸収材を効率よく廃棄することができる。
　前記供給水は、真水であることを特徴としている。
　この特徴によれば、入手簡単で余剰な添加材を含まず浸透圧の低い真水を高分子吸収材に吸収させることで、この高分子吸収材を容易且つ確実に膨潤させて肥大化できる。
　前記添加材は、陽イオンと陰イオンとがイオン結合した塩であることを特徴としている。
　この特徴によれば、被処理液よりも浸透圧の高い添加材を多種多様の塩（えん）から採用することができる。
　前記添加材は、塩化ナトリウムであることを特徴としている。
　この特徴によれば、被処理液よりも浸透圧の高い添加材を安価で且つ容易に入手することができる。
　前記給水部は、前記紙おむつが載置され前記分離部内に向けて下方に傾斜する載置面と、該載置面に向けて給水する複数の給水口とを有することを特徴としている。
　この特徴によれば、載置面に載置させた紙おむつに給水口から給水することで、高分子吸収材の膨潤化と同時に分離槽へ送出することができるため、処理のハンドリングが容易である。
　前記分離部は、前記表面材から分離された前記高分子吸収材を前記処理部に移送する移送部を有することを特徴としている。
　この特徴によれば、分離部にて表面材から分離された高分子吸収材のみを分別して、処理部に移送することができる。
　前記分離部は、前記高分子吸収材から分離された前記表面材を前記分離部外に排出する排出部を有することを特徴としている。
　この特徴によれば、分離部にて高分子吸収材から分離され減容化された不織布からなる表面材、ビニール混合物等を分別して、排出部を介し可燃ごみとして廃棄できるほか、リサイクル材または燃料材として再利用できる。
　前記処理部は、前記高分子吸収材、該高分子吸収材の外部に浸透した前記被処理液、及び前記添加材を前記処理槽外に排出する排水部を有することを特徴としている。
　この特徴によれば、浸透圧により外部に導出した被処理液、減容化した高分子吸収材、及び添加材を、排水部を介し一緒に排出することできるため処理効率が高い。
　本発明の紙おむつ処理方法は、
　使用済みの紙おむつを処理する紙おむつ処理方法であって、
　前記紙おむつの表面材により被覆された高分子吸収材に、該高分子吸収材が内部に吸収した被処理液よりも浸透圧の低い供給水を給水する給水工程と、該給水工程で給水された前記高分子吸収材と前記表面材とを分離する分離工程と、該分離工程で前記表面材から分離された前記高分子吸収材に、該高分子吸収材が内部に吸収した被処理液よりも浸透圧の高い添加材溶液を供給する処理工程と、を少なくとも備えることを特徴としている。
　この特徴によれば、使用済み紙おむつの高分子吸収材に給水工程にて、浸透圧の低い供給水を供給して十分に膨潤させ肥大化させることで、紙おむつの表面材と肥大化した高分子吸収材とを分離工程にて容易に分離することができるため、処理工程にて表面材から分離した高分子吸収材の内部の被処理水を浸透圧で外部に排出させて排水することができ、減容化した高分子吸収材を効率よく廃棄することができる。
（ａ）は実施例における紙おむつ処理装置の給水槽及び分離槽を示す正面断面図であり、（ｂ）は同じく一部断面平面図である。 （ａ）は紙おむつ処理装置の処理槽を示す正面断面図であり、（ｂ）は同じく平面断面図である。 （ａ）は使用前の紙おむつを示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）の点線囲い部の部分拡大図である。 （ａ）は給水槽内の給水状況を示す断面図であり、（ｂ）は（ａ）の点線囲い部Ａの部分拡大図であり、（ｃ）は（ａ）の点線囲い部Ｂの部分拡大図である。 分離槽内の紙おむつの分離状況を示す部分拡大図である。 高分子吸収材の内外の液体流動のメカニズムを説明する図である。
　本発明に係る紙おむつ処理装置及び紙おむつ処理方法を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。
　実施例に係る紙おむつ処理装置及び紙おむつ処理方法につき、図１から図６を参照して説明する。先ず図１，２の符号１は、本発明の適用された紙おむつ処理装置を構成する機器である。
　図１～３に示されるように、本実施例１の紙おむつ処理装置１は、紙おむつ２０に真水Ｗ（供給水）を供給する給水槽５（給水部）と、この給水槽５に連設され紙おむつ２０を分離する分離槽１０（分離部）と、この分離槽１０に移送管３４を介し接続された処理槽３１（処理部）とから主として構成される。本実施例では、図１に示されるように、給水槽５及び分離槽１０は一体の機器としてユニット化され、また図２に示されるように、処理槽３１は当該機器とは別体に構成されている。以下、図１の左右方向を長手方向と称して説明する。
　紙おむつ処理装置１は、給水槽５内に使用済みの紙おむつを複数枚投入し、後述する給水槽５にて給水工程（図１，４参照）、分離槽１０にて分離工程（図１，５参照）、そして処理槽３１にて処理工程（図２，６参照）を順次行うことで、これらの紙おむつの表面材に内蔵され被処理水を吸収した高分子吸収材２６を分離して減容化した後、添加材等の他の液体とともに排出するものである。
　図１に示されるように、紙おむつ処理装置１の給水槽５は、側端上部に上方を向いて開口した投入口２ａを有する内空構造の筐体２と、投入口２ａに連通する筐体２内の上部に設けられた散水部４（給水部）と、投入口２ａ及び散水部４の直下方に設けられた紙おむつ２０が載置される載置部３とから主としてなる。載置部３は、紙おむつ２０の載置面として、投入口２ａから長手方向に遠ざかる（図示右方向）につれて下方に向け緩やかに傾斜する傾斜面３ａ、及びこの傾斜面３ａに連なり長手方向に遠ざかるにつれて下方に向け急に傾斜する傾斜面３ｂが構成されており、この傾斜面２ｂは後述する分離槽１０の入口部７に連設される。
　また散水部４は、図示しない上水管にバルブを介し接続され、投入口２ａの前端部を幅方向に設けられるとともに、載置部３の傾斜面２ｂの上方の略全面を網羅するように長手方向及び幅方向に格子状に設けられた給水管６を有し、この給水管６の管壁には開口した複数の小径ノズルからなる給水口６ａを備え、給水口６ａより霧状若しくは小径の水滴状の真水Ｗを噴出可能に構成される。なお、紙おむつ２０に給水する供給水としては、真水Ｗ（上水）が好ましいが、高分子吸収材２６が吸収するものであればこれに限らず、所定量の添加材や混合物を含んだ溶液であってもよいし、後述すように、処理槽３１内の被処理水を循環させて供給水として適用しても構わない。
　次に分離槽１０は、長手方向の一端側（図示左側）が給水槽５の載置部３に内部で連なる内空構造の本体部１２と、この本体部１２内に長手方向に設けられ、両端が軸受けされた回転軸１１と、この回転軸１１の外周面に軸方向に沿って複数固定され、それぞれが回転軸１１の外径方向に延出された破砕部１３と、図示しない電源ケーブルに接続され、この回転軸１１に回転駆動力を付与するモータ１７と、から主として構成される。また、分離槽１０の入口部７には、図示しない送風機に接続された送風口が回転軸１１の軸方向に開口している。尚、本実施例の破砕部１３は、入口部７において外径方向に張り出した歯部を有する破砕歯９及び、回転軸１１の軸方向にわたって径方向の先端が板状に膨出したパドル１４を有する攪拌パドルとして構成されている。尚、本発明の破砕部は、パドル１４に限らず例えば、回転軸１１の周囲を螺旋状に旋回しながら軸方向に延びる攪拌翼や、その一部に破砕用の歯を取り付けるなど、破砕対象となる紙おむつ２０の形状に応じた種々の形態が構成されてもよい。
　また本体部１２内には、これら回転軸１１及び破砕部１３の下半部を外嵌するように、小径で多数の貫通孔１５ａを有する略半円筒状のパンチングメタルからなるスクリーン部１５が、回転軸１１と同心位置に固定に設けられている。このスクリーン部１５の内壁は破砕部１３の径方向の先端に接触しない程度に近接している。
　更に本体部１２内のスクリーン部１５よりも下方には、長手方向の他端側に向けて緩やかに下方向に傾斜する樋状の排水受部１６が設けられている。また、この排水受部１６の他端には、移送ポンプ３８が設けられるとともに、この移送ポンプ３８には、本体部１２内から排出される被処理水を処理槽３１に移送する移送管３４の一端が接続されている。なお、移送対象となる被処理水には排泄物等が含まれていることから、移送ポンプ３８としては水密性が高く若干の固形分や、半固体状の物質も送出可能なマグネットポンプ等が好適である。
　また本体部１２の長手方向の他端側（図示右側）には、その上部側壁に開口するとともに側方に延出した排出シュート１８（排出部）が設けられており、この排出シュート１８の下方には、紙おむつ２０から高分子吸収材２６が分離された表面材２２，２３及び本体部２１，２４を回収するための回収コンテナ１９を設置可能に構成される。
　次に、処理槽３１は、本実施例では内空構造を有し上面に開口部４０ａ，４０ｂが形成された略直方体形状の本体４０からなり、この本体４０の内部に形成され開口部４０ａに連通する混合槽４１と、この混合槽４１の内側の側壁４２を介して隣接し、開口部４０ｂに連通する反応槽４３と、この反応槽４３に側壁４４を介して隣接し、開口部４０ｂに連通する貯留槽４５と、本体４０の上部に設置された操作盤５０とから主として構成される。処理槽３１は、分離槽１０から排出された被処理水に含まれる高分子吸収材から液体を分離促進した後に、被処理水を下水管等に排水するものである。尚、この処理槽３１の適所に、図示しない散気装置を設け、被処理水に含まれる排泄物を曝気処理し生物的に浄化するように構成してもよい。
　混合槽４１の上部側壁の適所には、この混合槽４１に被処理水を移送するための移送管３４の端部３４ａが接続されている。なお、この端部３４ａよりも僅かに下方位置に、被処理水に含まれる固形分を分離するための分離フィルタを敷設してもよい。また混合槽４１の底部の適所には、この混合槽４１内を攪拌するための攪拌ポンプ４７が配設されている。
　混合槽４１と反応槽４３との間を区画する側壁４２の適所には、複数の連通孔４２ａが貫通形成され、また反応槽４３と貯留槽４５との間を区画する側壁４４の適所には、複数の連通孔４４ａが貫通形成されていることから、混合槽４１内の被処理水が連通孔４２ａを介し反応槽４３内に自然流入し、更に反応槽４３内の被処理水が連通孔４４ａを介し貯留槽４５内に自然流入するように構成され、すなわちこれら混合槽４１、反応槽４３及び貯留槽４５内の水位は同レベルとなるように構成される。
　また貯留槽４５の側壁４４に対向する外壁近傍には、上下方向に排水管５５が延設されており、この排水管５５の上端部５５ａは、貯留槽４５内の上部にて上方を向いて開口するとともに、排水管５５の下端部は、処理槽３１の本体４０の外壁の下部を貫通して外方に延出し、図示しない放流槽ないし下水管に接続されている。またこの排水管５５の下端部よりも下方の位置には、短管であるドレン管５６が本体４０の外壁を貫通して水平方向に延設されており、このドレン管５６の一端が貯留槽４５内に開口し、他端が開閉バルブ５７を介し外方に延出開口し、図示しない下水管または放流槽に接続されている。
　また、混合槽４１の上面には、その開口部４０ａを開閉可能な上蓋５１が設けられるとともに、反応槽４３及び貯留槽４５の上面には、これらに共通の開口部４０ｂを開閉可能な上蓋５２が設けられる。
　次に、紙おむつ処理装置１を用いた紙おむつ処理方法の工程について説明する。
　先ず、図１及び図４に示されるように、給水工程について説明すると、複数枚の使用済み紙おむつを給水槽５の投入口２ａに投入することで、緩斜面３ａ上に載置された紙おむつ２０は、順次筐体２の内部の載置面３ｂに進入する。筐体２の内部では、載置面３ｂ上の紙おむつ２０に対し、給水管６を介し真水Ｗが散布される。給水管６に形成された複数の給水口６ａは、載置面３ｂの略全面を網羅するように配されているため、紙おむつ２０の表面に万遍なく真水Ｗが付着する。
　ここで、図３に示されるように、本発明に係る紙おむつ処理装置１の処理対象となる紙おむつ２０の構造について説明する。紙おむつ２０は、不織布等からなり使用者が装着する本体部２１，２４の略中央の内部に、排泄物等の液体を吸収する高分子吸収材２５を備えるものであり、本体部２１，２４の内外両側の表面に、通水性を有する不織布等からなる表面材２２，２３が貼着されることで、本体部２１，２４と表面材２２，２３との間にて高分子吸収材２５が被覆されている。なお、本体部２１，２４も表面材を構成している。
　高分子吸収材２５は、その自重の数百倍から約千倍程度の水を吸収可能な高い吸水機能、及び吸収した水分を保持する水分保持機能を備えた親水性を有する樹脂からなり、その吸水前は図３（ｂ）に示されるように、小径で多数個の顆粒状に形成されており、また紙おむつの使用後の高分子吸収材２６は、図４（ｂ），（ｃ）に示されるように、その内部に吸収した液体分を包含するとともに膨潤することで、粘性の高いジェル材の様に一塊の半液体・半固体状に形成されるようになっている。
　但し、近年の紙おむつは吸水能力が高く、すなわち想定される通常の排泄量を十分に上回る吸水能力を備えていることから、多くの場合、使用後の紙おむつの高分子吸収材２６は、その吸水能力の最大限に至るまでは吸水しておらず、換言すればある程度の余剰の吸水性能を残した状態で使用済み紙おむつとして廃棄される。
　本発明に係る紙おむつ処理装置１は、図４に示されるように、この使用済み紙おむつ２０に対し、真水Ｗを供給することで、当該紙おむつの高分子吸収材２６の吸水能力の最大限若しくはその近くまで積極的に吸水させ、後述する高分子吸収材２６と本体部２１，２４及び表面材２２，２３との分離を容易にしたものである。
　載置面３ｂ上の使用済み紙おむつ２０に真水Ｗを供給すると、高分子吸収材２６は、その吸水能力の最大まで給水し、紙おむつ２０は十分に肥大化し且つその重量を増す。図４（ｃ）に示されるように、肥大化した紙おむつ２０’の外面は凸状に膨出している。
　すなわち、真水Ｗを十分に吸収する前の使用済み紙おむつ２０は、その重量が十分でないことから、載置面３ｂ上に比較的滞留し易いが、載置面３ｂ上にて真水Ｗを漸次吸水しその重量を増すことで、図４（ａ）に示されるように、肥大化した紙おむつ２０’は、上記したように傾斜した載置面３ｂの下方に滑り出したとき、慣性により止まり難くなり、載置面３ｂ下方の分離槽１０に移送され易くなる。
　使用済み紙おむつ２０の高分子吸収材２６を更に膨潤させて肥大化させるためには、清浄で且つ添加物等を含まない真水Ｗが最も好適であり、例えば水道水（上水）を使用すれば、容易且つ安価に真水Ｗを適用することができる。ただし供給水として、本実施例に係る真水Ｗに限られず、例えば、塩分や、除菌液、界面活性剤等を含有する洗浄液等の高分子を吸収しやすい添加材を水で希釈した溶液であってもよい。
　次に、図１及び図５に示されるように、分離工程について説明すると、分離槽１０内に移送された紙おむつ２０’は、入口部７を介しスクリーン部１５内に導入され、入口部７の送風口（図示略）に供給される強風によって回転軸１１の軸方向に押し出されるとともに、回転軸１１回りに回転する破砕部１３によって、スクリーン部１５内を軸方向且つ外径方向に不規則的に押し出されるように移動する。
　図５に示されるように、紙おむつ２０’は、この移動に伴い、破砕部１３のパドル１４の外端部１４ａとスクリーン部１５の内壁１５ｂとの狭隘な隙間に挟まれ、不織布等からなる表面材２２，２３が破砕される。この破砕に伴い、表面材２２，２３の内部にて排泄物に加え真水Ｗを吸収し十分に肥大化した膨潤状態の高分子吸収材２６が、漸次、紙おむつ２０’の本体部２１，２４や表面材２２，２３に形成された破損部Ｃを介し外部に露出して、紙おむつの本体部２１，２４から分離する。
　上述したように、分離槽１０内の紙おむつ２０’は、真水Ｗを吸収して肥大化しており、表面材２２，２３の外面には張力が作用していることから、真水Ｗの吸収前と比較して破砕され易くなっている。尚、真水Ｗを吸収する前の紙おむつ２０は、表面材２２，２３の外面に張力が作用していないため、パドル１４の外端部１４ａとスクリーン部１５の内壁１５ｂとの隙間に挟まれても、その形状を隙間に追従させて自由度高く変形してしまい破砕され難い。
　紙おむつ２０’の外部に露出した膨潤状態の高分子吸収材２６は、比重の大きい重量物であることから、遠心力によって外径方向に押し出されスクリーン部１５に形成された貫通孔１５ａを通過し、スクリーン部１５よりも下方の排水受部１６を通じて移送ポンプ３８により後述する処理槽３１に移送される。また移送ポンプ３８は、前述した高分子吸収材２６に加え、幾分かの水分を移送することも可能である。
　一方で、高分子吸収材２６から分離された紙おむつ２０’の本体部２１，２４や表面材２２，２３等の固形分の残渣は、不織布やビニール混合物等の比重の小さい軽量物であることから、送風により回転軸１１の軸方向に運ばれ、やスクリーン部１５内をパドル１４によって他端側に搬送された後、スクリーン部１５内に連通する排出シュート１８を介し、本体部１２の外部に排出され、排出シュート１８の下方に載置された回収コンテナ１９内に投入され、回収されるようになっている。すなわち、本発明に係る分離槽１０は、破砕部１３及び送風機によって、被処理水を含む高分子吸収材２６等の液体分と、この高分子吸収材２６から分離された紙おむつ２０’の本体部２１，２４や表面材２２，２３等の固形分とに分離されるように構成されている。
　次に、図２及び図６に示されるように、処理工程について説明すると、移送ポンプ３８により高分子吸収材２６が移送された混合槽４１内に、塩（添加材：ＮａＣｌ）が所定量導入される。混合槽４１内に導入された液体と添加液が混合され、一定の高い塩分濃度を有する塩水（添加材溶液）が満たされる。なお添加材は、作業者が混合槽４１の上蓋５１を開放し開口部４０ａから投入してもよいし、予め所定濃度に希釈した添加材溶液を図示しない供給ポンプ等により供給してもよい。
　混合槽４１内では、ジェル状の高分子吸収材２６が塩水と接することで、高分子吸収材２６の内部に吸収していた液体分が、浸透圧によって高分子吸収材２６の外部に排出される。よってジェル状の高分子吸収材２６は漸次減容化される（図６参照）。
　以下、膨潤状態の高分子吸収材２６内外の液体流動の微視的なメカニズムを詳述すると、先ず図６（ａ）に示されるように、使用済み紙おむつに内蔵され、液体分を吸収した吸水後の高分子吸収材２６は、微視的には、通水性を有する被覆膜２８と、この被覆膜２８によって内部に閉じ込められた排泄物の液体分Ｄと、から主として構成される。この吸水後の高分子吸収材２６が、紙おむつの本体部２１，２４から分離することで、被覆膜２８の内部に閉じ込められた液体分Ｄよりも浸透圧の高い塩分濃度の塩水（添加材溶液）に浸される。そうすると、被覆膜２８の内部に閉じ込められた液体分Ｄが、浸透圧により被覆膜２８を通じて外側に漸次流出する結果、肥大化していた高分子吸収材２６の体積が小さくなるとともに、被覆膜２８の外側に流出した液体分Ｄは、真水Ｗと塩Ｎとからなる塩水と混合してゆく。なお、略全量の液体分Ｄが外部に流出した後の高分子吸収材２６は、例えば１ミリ以下程度の微細な形状に収縮される。
　次に混合槽４１内の液体は、連通孔４２ａを通じ反応槽４３に移送される。なお、連通孔４２ａは比較的小口径に形成されているため、混合槽４１内のジェル状の高分子吸収材２６は、この連通孔４２ａを通過可能な程度に減容化されるまでは反応槽４３に移送されず、混合槽４１内に留まり、上記した塩水による浸透作用を継続するように構成されている。
　なお、混合槽４１と反応槽４３との境界部に、上記した連通孔４２ａが形成された側壁４２に替えて、或いは当該側壁４２に加えて、例えば目の細かい格子状のスクリーンやパンチングメタルを配設しても構わない。
　次に反応槽４３内では、上記した混合槽４１内の作用と同様に、ジェル状の高分子吸収材２６が塩水と接することで、高分子吸収材２６の内部に吸収していた液体分が、浸透圧によって高分子吸収材２６の外部に排出され、ジェル状の高分子吸収材２６は更に減容化される。
　次に反応槽４３内の液体は、側壁４４の連通孔４４ａを通じ貯留槽４５に移送される。なお、側壁４４の連通孔４４ａは前述した側壁４２の連通孔４２ａよりも更に小口径に形成されているため、反応槽４３内のジェル状の高分子吸収材２６は、この連通孔４４ａを通過可能な程度に減容化されるまでは貯留槽４５に移送されず、反応槽４３内に留まり、上記した塩水による浸透作用を継続するように構成されている。
　なお、反応槽４３内では、図示しないブロアポンプより送気されたエアバブルを散気管を介し送出することで、反応槽４３内の好気性微生物を活性化し、反応槽４３内の液体の排泄物に含まれる有機物を生物学的に分解処理するようにしてもよい。
　上記した給水工程及び分離工程を経て随時、被処理水が移送管３４を介し処理槽３１に導入され、混合槽４１、反応槽４３及び貯留槽４５の水位レベルが漸次高くなる。被処理水の水位レベルが排水管５５の上端部５５ａに達すると、浄化処理後の被処理水の上澄み水が排水管５５の上端部５５ａ内に導入され、排水管５５内を介し順次外部に排出されるように構成されている。また、貯留槽４５内には、排水管５５の上端部５５ａよりも僅かに低い高さ位置に、被処理水に含まれる固形分を分離するための図示しない分離フィルタを水平方向に敷設してもよく、このようにすることで、この分離フィルタを通過し得た被処理水の液体分及び所定径以下の固形分のみが上端部５５ａ内に導入されるようになる。
　なお上記した側壁４２の連通孔４２ａ、側壁４４の連通孔４４ａの構成、及び排水管５５の上方に開口した上端部５５ａの構成により、混合槽４１、反応槽４３及び貯留槽４５の水位レベルは、排水管５５の上端部５５ａと略同じ若しくは低い同一レベルで安定するようになっている。
　また処理槽３１における浄化処理の終了後は、ドレン管５６の開閉バルブ５７を開放操作することで、混合槽４１、反応槽４３及び貯留槽４５内の被処理水の全量を外部に排出することができる。
　以上説明したように、本発明に係る紙おむつ処理装置１によれば、使用済み紙おむつ２０の高分子吸収材２６に給水槽５にて供給水を供給して十分に膨潤させ肥大化させることで、紙おむつ２０の本体部２１，２４及び表面材２２，２３と肥大化した高分子吸収材２６とを分離槽１０の破砕部１３により容易に分離することができるため、本体部２１，２４及び表面材２２，２３から分離した高分子吸収材２６の内部の被処理水を浸透圧で外部に排出させて排水することができ、減容化した高分子吸収材２６を効率よく廃棄することができる。
　また、供給水として、入手簡単で且つ余剰な添加材を含まず浸透圧の低い真水Ｗを高分子吸収材２６に吸収させることで、この高分子吸収材２６を容易且つ確実に膨潤させて肥大化できる。
　また添加材は、陽イオンと陰イオンとがイオン結合した塩（えん）であることで、被処理液よりも浸透圧の高い添加材を多種多様の塩（えん）から採用することができる。添加材の一例として、好適には、無機凝集剤としても有効性が認められている硫酸アルミニウム（硫酸バンド）、ポリ塩化アルミニウム、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄等の多価イオンを含む添加材溶液を採用することができ、被処理水のｐＨ等の条件に応じた無機凝集剤を選択することが好ましい。これは、排泄物等の被処理水中に懸濁している多くの粒子の表面は、負の電荷が帯電していることから、上記した多価の陽イオンを含む添加材を供給することで、荷電中和を積極的に行うことができるためと考えられる。
　更に添加材は、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）であることで、排泄物の液体Ｄよりも浸透圧の高い添加材を安価で且つ汎用品であることから容易に入手することができる。尚、添加材として、上記した硫酸アルミニウム（硫酸バンド）、ポリ塩化アルミニウム、塩化第二鉄、ポリ硫酸第二鉄等の無機凝集材の場合、水で希釈した比較的低濃度の溶液でも高い効果を期待できることから、被処理水の水質条件によっては、本実施例の塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）よりも更に安価にできる場合もあると考えられる。
　また、給水槽５は、紙おむつ２０が載置され分離槽１０内に向けて下方に傾斜する載置面３ａ，３ｂと、載置面３ａ，３ｂに向けて給水する複数の給水口６ａとを有することで、載置面３ａ，３ｂに載置させた紙おむつ２０に給水口６ａから給水し、高分子吸収材２６の膨潤化と同時に分離槽１０へ送出することができるため、処理のハンドリングが容易である。
　また、分離槽１０は、本体部２１，２４及び表面材２２，２３から分離された高分子吸収材２６を処理槽３１に移送する移送ポンプ３８（移送部）を有することで、分離槽１０にて本体部２１，２４及び表面材２２，２３から分離された高分子吸収材２６のみを分別して処理槽３１に移送することができる。
　また、分離槽１０は、高分子吸収材２６から分離された本体部２１，２４及び表面材２２，２３を分離槽１０外に排出する排出シュート１８（排出部）を有することで、分離槽１０にて高分子吸収材２６から分離され減容化された可燃性の不織布からなる本体部２１，２４及び表面材２２，２３、ビニール混合物等を分別して排出シュート１８を介し可燃ごみとして廃棄できるほか、リサイクル材または燃料材として再利用できる。
　また、処理槽３１は、高分子吸収材２６、該高分子吸収材２６の外部に浸透した被処理液、及び塩Ｎ（添加材）を処理槽３１外に排出する排水管５５（排水部）を有することで、浸透圧により外部に導出した被処理液、減容化した高分子吸収材２６、及び塩Ｎ（添加材）を、排水管５５を介し一緒に排出することできるため処理効率が高い。
　また、本発明に係る紙おむつ処理方法によれば、使用済み紙おむつ２０の高分子吸収材２６に給水工程にて、浸透圧の低い供給水を供給して十分に膨潤させ肥大化させることで、紙おむつ２０’の本体部２１，２４及び表面材２２，２３と肥大化した高分子吸収材２６とを分離工程にて容易に分離することができるため、処理工程にて本体部２１，２４及び表面材２２，２３から分離した高分子吸収材２６の内部の被処理水を浸透圧で外部に排出させて排水することができ、減容化した高分子吸収材２６を効率よく廃棄することができる。
　以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
　例えば、前記実施例では、紙おむつ２０の高分子吸収材２６と本体部２１，２４及び表面材２２，２３とを分離する破砕部１３として、攪拌パドルが構成されているが、これに限らず例えば、分離槽内に破砕部として鋭利なカッタが設けられ、該カッタにより本体部２１，２４及び表面材２２，２３を切削することで高分子吸収材２６を分離するようにしてもよい。
　また例えば、前記実施例では、分離槽１０内で分離された高分子吸収材２６を処理槽３１に移送し、この処理槽３１内に浸透圧の高い添加材溶液を添加しているが、これに限らず例えば、分離槽１０内で分離された高分子吸収材２６を移送することなく、当該分離槽１０内に添加材溶液を添加して、その後に処理槽３１に移送してもよいし、若しくは、添加材溶液を添加した分離槽１０内にて高分子吸収材２６の内部の被処理水を外部に排出するようにしてもよい。
　また例えば、前記実施例では、処理槽３１内にて処理された被処理水を、排出管５５を介し下水として排出しているが、これに限らず例えば、処理槽３１内にて処理された被処理水の一部を給水槽５に循環させ、供給水として適用してもよい。
１　　　　　　　　紙おむつ処理装置
２　　　　　　　　筐体
２ａ　　　　　　　投入口
３　　　　　　　　載置部
３ａ，３ｂ　　　　載置面
４　　　　　　　　散水部
５　　　　　　　　給水槽（給水部）
６　　　　　　　　給水管
６ａ　　　　　　　給水口
９　　　　　　　　破砕歯
１０　　　　　　　分離槽（分離部）
１１　　　　　　　回転軸
１２　　　　　　　本体部
１３　　　　　　　破砕部
１４　　　　　　　パドル
１５　　　　　　　スクリーン部
１８　　　　　　　排出シュート（排出部）
２１，２４　　　　本体部
２２，２３　　　　表面材
２５，２６　　　　高分子吸収材
３１　　　　　　　処理槽
３４　　　　　　　移送管
３８　　　　　　　移送ポンプ（移送部）
４０　　　　　　　本体
４１　　　　　　　混合槽
４３　　　　　　　反応槽
４５　　　　　　　貯留槽
５５　　　　　　　排水管（排水部）
Ｗ　　　　　　　　真水（供給水）
Ｎ　　　　　　　　塩化ナトリウム（添加材）

Claims (9)

  1. 　使用済みの紙おむつを処理する紙おむつ処理装置であって、
    　前記紙おむつの表面材により被覆された高分子吸収材に、該高分子吸収材が内部に吸収した被処理液よりも浸透圧の低い供給水を給水する給水部と、該給水部で給水された前記高分子吸収材と前記表面材とを分離する破砕部を有する分離部と、該分離部で前記表面材から分離された前記高分子吸収材に、該高分子吸収材が内部に吸収した被処理液よりも浸透圧の高い添加材溶液を供給する処理部と、を少なくとも備えることを特徴とする紙おむつ処理装置。
  2. 　前記供給水は、真水であることを特徴とする請求項１に記載の紙おむつ処理装置。
  3. 　前記添加材は、陽イオンと陰イオンとがイオン結合した塩であることを特徴とする請求項１または２に記載の紙おむつ処理装置。
  4. 　前記添加材は、塩化ナトリウムであることを特徴とする請求項３に記載の紙おむつ処理装置。
  5. 　前記給水部は、前記紙おむつが載置され前記分離部内に向けて下方に傾斜する載置面と、該載置面に向けて給水する複数の給水口とを有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の紙おむつ処理装置。
  6. 　前記分離部は、前記表面材から分離された前記高分子吸収材を前記処理部に移送する移送部を有することを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の紙おむつ処理装置。
  7. 　前記分離部は、前記高分子吸収材から分離された前記表面材を前記分離部外に排出する排出部を有することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の紙おむつ処理装置。
  8. 　前記処理部は、前記高分子吸収材、該高分子吸収材の外部に浸透した前記被処理液、及び前記添加材を前記処理槽外に排出する排水部を有することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の紙おむつ処理装置。
  9. 　使用済みの紙おむつを処理する紙おむつ処理方法であって、
    　前記紙おむつの表面材により被覆された高分子吸収材に、該高分子吸収材が内部に吸収した被処理液よりも浸透圧の低い供給水を給水する給水工程と、該給水工程で給水された前記高分子吸収材と前記表面材とを分離する分離工程と、該分離工程で前記表面材から分離された前記高分子吸収材に、該高分子吸収材が内部に吸収した被処理液よりも浸透圧の高い添加材溶液を供給する処理工程と、を少なくとも備えることを特徴とする紙おむつ処理方法。
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