(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塩化ビニル系樹脂から成る廃棄物を粉砕した粉体と水とを混合させて原料液を生成する原料液生成手段と、該原料液生成手段から原料液が供給され水供給手段から水が昇圧して供給されると共に、加熱手段で加熱されることにより水を液相から超臨界相に相変化させ得る反応容器と、該反応容器で得られた超臨界液を水と廃棄物の原材料とに分離し得る分離手段とを具備するとともに、前記分離手段が減圧分離器を有し、該減圧分離器で分離した水が前記水供給手段に供給されて再利用されると共に、廃棄物の原材料が貯留槽に貯留されることを特徴とする廃棄物処理装置。
【請求項２】
前記減圧分離器から延びて前記水供給手段に接続された管路に、イオン交換樹脂を有する脱塩器が配設されたことを特徴とする請求項１記載の廃棄物処理装置。
【請求項３】
前記原料液生成手段が、廃棄物を集積して滅菌する集積槽と、該集積槽で滅菌した廃棄物を冷却する冷却器と、該冷却器で冷却した廃棄物を粉砕して粉体を生成する粉砕器と、該粉砕器で粉砕した粉体と水とを混合する混合槽を有することを特徴とする請求項１または２記載の廃棄物処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば医療廃棄物等の塩化ビニル系樹脂から成る廃棄物を、有害物質の発生を大幅に抑えた状態で廃棄処理し得る廃棄物処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、各種廃棄物を処理する場合、燃焼による有害物質を活性炭を用いて吸着する方法や、焼却温度を高温にしてダイオキシンの発生を抑え、さらに急冷分解するものを中心とした高温焼却の方法が一般的に採用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような焼却による廃棄物の処理方法においては、焼却という酸化燃焼・分解によるＣＯ2、塩酸、ダイオキシン等の有害物質が生成されるため、これらの 有害物質の生成をできるだけ抑えた各種廃棄物処理装置が提案されている。
【０００４】
しかしながら、これらの廃棄物処理装置は、基本的に焼却による処理であるため、上記した有害物質を外部に出せさないようにすることが現実的に困難であると共に、廃棄物が略完全に焼却されてしまうため、廃棄物を資源化して再利用することができないという問題点があった。
【０００５】
また、廃棄物が例えば血液透析に使用される体外循環回路の各部品等のように、軟質性の塩化ビニル系樹脂で形成された医療用廃棄物の場合、単に焼却処理すると塩素系のガスが発生する。そのため、これらの医療用廃棄物を各病院毎で焼却処理することが難しく、外部業者に委託しているのが実状であり、特に、この種の医療用廃棄物が病原菌等の菌で汚染されている場合があることから、委託業者等においても、外部への汚染や感染防止に多大な労力や費用を掛けなくてならないという問題点があった。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、請求項１または２記載の発明の目的は、有害物質の外部への排出を大幅に抑えることができると共に廃棄物の資源化を図り得る廃棄物処理装置を提供することにある。また、請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明の目的に加え、廃棄物が医療用廃棄物であっても外部への汚染や感染を確実に防止した状態で処理し得る廃棄物処理装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成すべく、本発明のうち請求項１記載の発明は、塩化ビニル系樹脂から成る廃棄物を粉砕した粉体と水とを混合させて原料液を生成する原料液生成手段と、該原料液生成手段から原料液が供給され水供給手段から水が昇圧して供給されると共に、加熱手段で加熱されることにより水を液相から超臨界相に相変化させ得る反応容器と、該反応容器で得られた超臨界液を水と廃棄物の原材料とに分離し得る分離手段とを具備するとともに、前記分離手段が減圧分離器を有し、該減圧分離器で分離した水が前記水供給手段に供給されて再利用されると共に、廃棄物の原材料が貯留槽に貯留されることを特徴とする。
【０００８】
このように構成することにより、塩化ビニル系樹脂から成る廃棄物は、原料液生成手段で粉砕されて粉体となりこの粉体が水と混合されることにより原料液が生成され、この原料液が反応容器に供給される。反応容器は、この原料液と水供給手段から昇圧された水が供給されると共に、加熱手段によって加熱され、これにより、反応容器内で水熱反応が起こり、水が液相から超臨界相に相変化され、原料液に含まれる金属等と超臨界液とが分解される。また、熱反応によって得られた超臨界液は、分離手段に供給されて廃棄物の原材料と水とに分離され、分離された廃棄物の原材料が資源として再利用されると共に、水熱反応による処理であるため有害物質の外部への排出が大幅に抑えられる。更に、反応容器で得られた超臨界液は、減圧分離器で水と廃棄物の原料とに分離され、水は、反応容器に水を供給し得る水供給手段に供給されて再利用される。また、廃棄物の原材料は、貯留槽に貯留されて資源として利用され、廃棄物の原材料や水等の資源の有効活用が図れる。
【０００９】
また、請求項２記載の発明は、前記減圧分離器から延びて前記水供給手段に接続された管路に、イオン交換樹脂を有する脱塩器が配設されたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３記載の発明は、原料液生成手段が、廃棄物を集積して滅菌する集積槽と、集積槽で滅菌した廃棄物を冷却する冷却器と、冷却器で冷却した廃棄物を粉砕して粉体を生成する粉砕器と、粉砕器で粉砕した粉体と水とを混合する混合槽を有することを特徴とする。
【００１１】
このように構成することにより、集積槽で滅菌された廃棄物が冷却器で冷却されて固化され、この固化された廃棄物が粉砕器で粉砕され、さらに混合槽で水と混合されて原料液が生成されるため、例え軟質性の樹脂からなる廃棄物であっても、固化状態で粉砕して小さな粉体とすることができ、この粉体を水と混合させることができる。これにより、例えば廃棄物が医療用廃棄物であっても、良好な懸濁度の原料液が得られ、効果的な水熱反応が行えると共に、各種菌の外部への確実な汚染や感染の防止が図れる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の一例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係わる廃棄物処理装置の一実施例を示す概略構成図である。
【００１３】
図１において、廃棄物処理装置１は、水熱反応可能な反応容器２と、廃棄物１０と水１０２により原料液１０３を生成して反応容器２に供給する原料液生成手段としての原料液生成部３と、反応容器２に水１０２を昇圧させて供給する水供給手段としての水供給部４と、反応容器２で得られた超臨界液を分離処理する分離手段としての減圧分離部５等を有している。
【００１４】
原料液生成部３は、廃棄物１００を集積して例えば蒸気滅菌やＥＯＧ滅菌する集積槽６を有し、この集積槽６の排出口下方には滅菌した廃棄物１００を冷却して固化させる冷却器７が配置されている。この冷却器７内には、搬送コンベア８の上流側が収容配置され、この搬送コンベア８の下流側上方にはガイド９が設けられている。
【００１５】
また、搬送コンベア８の下流側下方には、ガイド板１１と粉砕ローラ１２等からなる粉砕器１０が配置されている。この粉砕器１０の下方には搬送コンベア１３の上流側が配置され、この搬送コンベア１３の下流側は、混合槽１４の上部に接続されている。
【００１６】
混合槽１４には、搬送コンベア１３で搬送される廃棄物１００の粉体１０１が供給されると共に、バルブ１６を有する管路１５によって水１０２が供給され、この水１０２と粉体１０１が混合されて原料液１０３が生成される。なお、混合槽１４内には、例えば水１０２と粉体１０１の混合を良好にし得る攪拌器等が必要に応じて設置される。この混合槽１４の排出口には、バルブ１８、１９を有する管路１７の一端が接続され、この管路１７の他端は反応容器２の上部に接続されている。
【００１７】
反応容器２は、その外部に反応容器２内を所定の温度に加熱するヒータ２０が配置されている。また、反応容器２の上部には、バルブ２２を有するエア抜き管路２１が接続されると共に、圧力調整部２３が接続されている。この圧力調整部２３は、バルブ２５を介して接続された管路２４に、バルブ２６を介して圧力計２８が接続されると共に、バルブ２７を介してレリーフ弁２９及びラプチャーディスク３０がそれぞれ接続されている。
【００１８】
この圧力調整部２３は、圧力計２８によって検出した反応容器２内の圧力が、所定値（例えば通常設計圧力の１．２倍）を超えた際に、レリーフ弁２９が作動して反応容器２内を所定の圧力に維持すると共に、例えばこのレリーフ弁２９が作動せず、反応容器２内の圧力が異常（例えば通常設計圧力の１．５倍）に上昇した際に、ラプチャーディスク３０が作動（破裂）して、反応容器２内の異常圧力上昇を抑える。
【００１９】
また、反応容器２の下部には、前記水供給部４が接続されると共に、水熱反応によって分解した廃棄物１００中の金属等を排出するバルブ３３を有する排出管路３２が接続されている。反応容器２の下部に接続された水供給部４の管路３４の下流側は、反応容器２内に設けられているフィルター３５に接続され、上流側が水槽３６に接続されている。そして、この管路３４中には、昇圧ポンプ３７及びバルブ３８と逆止弁３９が直列的に接続されると共に、管路３４内の水圧を検出する圧力計４０が接続されている。
【００２０】
昇圧ポンプ３７の下流側とバルブ３８間には、バルブ４１を有し反応容器２内へ供給する水１０２の流量を制御し得る管路４２の一端が接続され、この管路４２の他端は水槽３６の上部に接続されている。また、水供給部４の水槽３６には、イオン交換樹脂（図示せず）を有する脱塩器４３と遠心ポンプ４４及びバルブ４５が直列的に接続された管路４６の下流側が接続されている。この管路４６で後述する如く、分離された水１０２が水槽３６に戻されて再利用される。
【００２１】
また、反応容器２の下部には、開度調整用のバルブ４８とバルブ４９が直列的に接続された管路４７の上流側が接続され、この管路４７の下流側は前記減圧分離部５のセパレータ５１に接続されている。このセパレータ５１は、管路４７から供給される超臨界液を減圧分離するもので、分離した廃棄物１００の原材料を排出する遠心ポンプ５３を有する排出管路５２と、水１０２を排出（再利用）する前記管路４６の上流側が接続されている。セパレータ５１の下部には、スラッジ１０５を排出するバルブ５６を有する排出管路５５が接続され、前記管路５２の下流側には、廃棄物１００の原材料を貯留する貯留槽５４が配置されている。
【００２２】
次に、この廃棄物処理装置１の動作を、廃棄物１００が医療用廃棄物（例えば体外循環回路のチューブ）である場合を例にして説明する。先ず、血液透析等に使用された医療廃棄物１００は血液等が付着しているため、病原菌等の各種菌で汚染されている可能性がある。この医療廃棄物１００は集積槽６に所定量集積されて、蒸気滅菌やＥＯＧ滅菌により滅菌され、冷却器７内に供給される。
【００２３】
冷却器７内に医療用廃棄物１００が供給されて例えば窒素ガス等により冷却されると、体外循環回路等の医療用廃棄物１００の多くが軟質性の塩化ビニル系樹脂で形成されていることから、柔らかい医療用廃棄物１００が所定の硬度を有する固化状態にされる。そして、この固化状態にされた医療用廃棄物１００は、搬送コンベア８で搬送されて粉砕器１０に供給され、この粉砕器１０のローラ１２で粉砕されて小さな粒径の粉体１０１が生成される。
【００２４】
この粉体１０１は、搬送コンベア１３で搬送されて、管路１５から水１０２が供給されている（もしくは水１０２を供給しつつ）混合槽１４内に供給され、混合槽１４内で水１０２と攪拌混合される。この時、医療用廃棄物１００は、細かな粉体１０１となっていると共に、混合槽１４内の攪拌作用等により、水１０２と粉体１０１が混合して良好な状態の懸濁性の原料液１０３が生成される。この原料液１０３が管路１７を介して反応容器２内に供給される。
【００２５】
反応容器２に原料液１０３が供給されると、水供給部４から反応容器２内の圧力が通常設計圧力となるように、昇圧ポンプ３７で昇圧された水１０２が供給されると共に、ヒータ２０が作動して反応容器２が加熱される。なお、水１０２の供給時に反応容器２内に存在していた空気は、エア抜き管路２１を介して外部に排出され、また、反応容器２内の圧力は圧力調整部２３で制御されると共に、ヒータ２０も図示しない制御装置により、反応容器２内の温度が所定の温度となるように制御される。
【００２６】
これにより、反応容器２内に供給された水１０２の水熱反応により原料液１０３が分解されて、金属類と超臨界水（超臨界液）とに分離される。そして、この分離された金属類が、排出管路３２から外部に排出されて適宜に処理される。また、超臨界液は、管路４７を介してセパレータ５１に供給され、このセパレータ５１内で減圧分離されて、水１０２がセパレータ５１内の下層側に位置し、塩化ビニル系樹脂の原料である油１０４がセパレータ５１内の上層側に位置することになる。
【００２７】
このセパレータ５１内の下層側に位置する水１０２は、遠心ポンプ４４の作動により、管路４６中の脱塩器４３に供給され、脱塩器４３のイオン交換樹脂によりイオン交換されて、管路４６の下流側から水槽３６に戻される。また、セパレータ５１内の上層側に位置する油１０４は、遠心ポンプ５３の作動により管路５２を介して貯留槽５４に収容され、この貯留槽５４内の油１０４が資源として再利用される。すなわち、セパレータ５１で分離された水１０２と油１０４の資源が共に再利用されることになる。なお、セパレータ５１の底部に堆積するスラッジ１０５は、排出管路５５から外部に排出されて適宜に処理される。
【００２８】
このように、上記実施例の廃棄物処理装置１によれば、廃棄物１００を粉砕して得た粉体１０１と水１０２とを混合させた原料液１０３を、反応容器２内で水熱反応させて超臨界水を得、この超臨界水をセパレータ５１で水１０２と廃棄物１００の原材料とに分離するため、焼却処理する場合に比較して、ダイオキシン、ＣＯ2、塩酸等の有害物質の外部への排出を大幅に抑えた状態で廃棄物１００ の廃棄処理を行うことができる。
【００２９】
また、廃棄物１００を反応容器２による水熱反応及びセパレータ５１の減圧分離で、水１００と廃棄物１００の原材料（例えば油１０４）とに分離するため、廃棄物１００の再資源化を図ることができると共に、水１０２を再利用することができ、原材料や水１０２等の資源の有効活用を図ることが可能になる。
【００３０】
さらに、廃棄処理される廃棄物１００が、冷却器７で冷却されて固化された後に、粉砕器１０で粉砕されて細かな粉体１０１に生成されると共に、この粉体１０１と水１０２を混合させた原料液１０３を反応容器２に供給するため、反応容器２における分解作用が良好となる。また、反応容器２内の圧力が、レリーフ弁２９やラプチャーディスク３０等によって、常時監視されるため、廃棄物１００の処理を安全かつ確実に行うことができる。
【００３１】
また、上記廃棄物処理装置１を、特に医療用廃棄物１００に使用した場合には、次のような作用効果が得られる。すなわち、病原菌等の各種菌で汚染され易い医療用廃棄物１００は、先ず集積槽６に集積されて滅菌されるため、菌の外部への排出、すなわち菌の感染や汚染が確実に防止される。
【００３２】
また、医療用廃棄物１００が、例えば透析用の体外循環回路のチューブ等のように軟質性の塩化ビニル系樹脂で形成されている場合であっても、滅菌後に冷却器７で所定の硬度まで固化させるため、この固化状態の医療用廃棄物１００の粉砕器１０による粉砕が容易となり、良好な懸濁性の原料液１０３が得られ、反応容器２による分解反応が確実となって、水１０２とこの種の医療用廃棄物１００の原材料である油１０４への分離が簡単に行える。さらに、処理時に塩化ビニル系樹脂に基づく塩素ガスが発生することがないため、周囲や処理作業者への悪影響を防止することができる。
【００３３】
これらのことから、上記廃棄物処理装置１を例えば各病院毎に設置すれば、汚染され易い医療用廃棄物１００の廃棄処理を使用現場（病院）で確実に行う事が可能になり、例えば医療用廃棄物１００の処理を外部業者に委託する必要もなくなり、廃棄処理コストの低減が図れる。また、老齢化社会に移行しつつあり在宅治療が増加する社会状況において、在宅治療に使用する医療用廃棄物１００の廃棄処理を個別で行うことも可能になり、上記廃棄物処理装置１にあっては、特に医療用廃棄物１００に使用した場合に大きな効果が期待できる。
【００３４】
なお、上記実施例においては、医療用廃棄物１００の廃棄処理に適用して好ましい実施例について説明したが、本発明に係わる廃棄物１００とは、この医療用廃棄物１００に限定さるれものでもなく、従来焼却することによって処理していた各種廃棄物等にも適用することができる。また、上記実施例の廃棄物処理装置１においては、滅菌用の集積槽６を設けたが、例えば滅菌する必要のない廃棄物の廃棄処理の場合には、集積槽６を省略することもできる。
【００３５】
さらに、上記実施例における反応容器２、原料液生成部３、水供給部４、減圧分離部５の各構成、セパレータ５１及び各管路の具体的構成、各ポンプの形態等は一例であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることはいうまでもない。
【００３６】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の発明によれば、廃棄物の粉体と水とを混合させた原料液を反応容器に供給して水熱反応させ、この反応で得られた超臨界液を分離手段で水と廃棄物の原材料に分離するため、廃棄物処理時に有害物質の外部への排出を大幅に抑えることができると共に、分離された廃棄物の原材料が資源として再利用でき、資源の有効活用を図ることができる。また、反応容器で得られた超臨界液が、減圧分離器で水と廃棄物の原料とに分離とに分離され、水は反応容器に水を供給し得る水供給手段に供給されて再利用されると共に、廃棄物の原材料は貯留槽に貯留されて資源として利用され、廃棄物の原材料や水等の資源の一層の有効活用を図ることができる。更に、処理時に塩化ビニル系樹脂に基づく塩素ガスが発生することがないため、周囲や処理作業者への悪影響を防止することができる。
【００３７】
また、請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加え、減圧分離器から延びて水供給手段に接続された管路に、イオン交換樹脂を有する脱塩器が配設されたので、再利用すべき水をイオン交換して水供給手段に戻すことができる。
【００３８】
また、請求項３記載の発明によれば、請求項１または２記載の発明の効果に加え、集積槽で滅菌された廃棄物が冷却器で冷却されて固化され、この固化された廃棄物が粉砕器で粉砕されるため、廃棄物をより小さな粉体とすることができて、例えば廃棄物が医療用廃棄物であっても、確実に廃棄処理することができ、各種菌の感染や汚染を確実に防止することができる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる廃棄物処理装置の一実施例を示す概略構成図
【符号の説明】
１  廃棄物処理装置
２  反応容器
３  原料液生成部
４  水供給部
５  減圧分離部
６  集積槽
７  冷却器
８  搬送コンベア
９  ガイド
１０  粉砕器
１１  ガイド板
１２  粉砕ローラ
１３  搬送コンベア
１４  混合槽
２０  ヒータ
２３  圧力調整部
３６  水槽
３７  昇圧ポンプ
４３  脱塩器
４４  遠心ポンプ
５１  セパレータ
５３  遠心ポンプ
５４  貯留槽
１００  （医療用）廃棄物
１０１  粉体
１０２  水
１０３  原料液
１０４  油
１０５  スラッジ
【図１】
0003715766.tif 000002