(57)【要約】【課題】生分解性酵素を有効に利用することができ、さらに、生分解性樹脂、非分解性樹脂及び有機系廃棄物などからなる廃棄物を、事前選別しなくても効果的に処理することのできる生分解性樹脂を含む廃棄物の処理装置、及び、その処理方法の提供を目的とする。【解決手段】廃棄物処理装置１は、生分解性酵素を含む分解液４０を用いて、廃棄物１０に含まれる生分解性樹脂１１を分解するための分解槽４と、生分解性酵素と分解生成物とを分離する分離手段５と、生分解性酵素の分離された分解生成物を回収する発酵槽８とを有する構成としてある。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生分解性樹脂を含む廃棄物の処理装置において、
生分解性酵素を含む分解液を用いて、前記廃棄物に含まれる前記生分解性樹脂を分解するための分解槽と、
前記生分解性樹脂の分解生成物を含む分解液を回収する回収槽と
を有することを特徴とする生分解性樹脂を含む廃棄物の処理装置。
【請求項２】
前記分解液における生分解性酵素と分解生成物とを分離する分離手段を有し、前記回収槽が、前記生分解性酵素の分離された前記分解生成物を回収する回収槽であることを特徴とする請求項１記載の生分解性樹脂を含む廃棄物の処理装置。
【請求項３】
前記廃棄物が、前記生分解性樹脂と、プラスチック系及び／又は有機系廃棄物との混合物であることを特徴とする請求項１又は２に記載の生分解性樹脂を含む廃棄物の処理装置。
【請求項４】
前記分離手段が、フィルタ及び／又は遠心機を有し、分離された前記生分解性酵素を、前記分解槽に滞留させることを特徴とする請求項２又は３に記載の生分解性樹脂を含む廃棄物の処理装置。
【請求項５】
前記分解槽内の非分解物を回収する非分解物回収手段を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の生分解性樹脂を含む廃棄物の処理装置。
【請求項６】
前記非分解物回収手段が、粉砕された前記廃棄物の粒度より細かいメッシュを有する金網を用いて、前記非分解物を回収することを特徴とする請求項５に記載の生分解性樹脂を含む廃棄物の処理装置。
【請求項７】
前記回収槽が、前記分解生成物を発酵させる発酵槽であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の生分解性樹脂を含む廃棄物の処理装置。
【請求項８】
前記分解槽から前記回収槽に前記分解生成物を移送する連通部材を備え、前記連通部材に、温度調整手段を設けたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の生分解性樹脂を含む廃棄物の処理装置。
【請求項９】
前記分解槽に供給される前記廃棄物を粉砕する粉砕手段を備えたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の生分解性樹脂を含む廃棄物の処理装置。
【請求項１０】
前記分解槽に供給される前記廃棄物から、分解阻害物質を除去する分解阻害物質除去手段を備えたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の生分解性樹脂を含む廃棄物の処理装置。
【請求項１１】
生分解性樹脂を含む廃棄物の処理方法において、
生分解性酵素を含む分解液を用いて、前記廃棄物に含まれる前記生分解性樹脂を分解する分解工程と、
前記生分解性樹脂の分解生成物を含む分解液を回収する回収工程と
を有することを特徴とする生分解性樹脂を含む廃棄物の処理方法。
【請求項１２】
前記分解液における生分解性酵素と分解生成物とを分離する分離工程を有し、前記回収工程が、前記生分解性酵素の分離された前記分解生成物を回収する工程であることを特徴とする請求項１１記載の生分解性樹脂を含む廃棄物の処理方法。
【請求項１３】
前記廃棄物が、前記生分解性樹脂と、プラスチック系及び／又は有機系廃棄物との混合物であることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の生分解性樹脂を含む廃棄物の処理方法。
【請求項１４】
前記分解工程と前記分離工程との間に、非分解物を回収する非分解物回収工程を有することを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の生分解性樹脂を含む廃棄物の処理方法。
【請求項１５】
回収された前記分解生成物を発酵させる発酵工程を有することを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の生分解性樹脂を含む廃棄物の処理方法。
【請求項１６】
前記発酵工程における発酵生成物が、メタン、水素及びエタノールの少なくとも一つであることを特徴とする請求項１５に記載の生分解性樹脂を含む廃棄物の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生分解性樹脂を含む廃棄物の処理装置、及び、生分解性樹脂を含む廃棄物の処理方法に関し、特に、生分解性酵素を有効に利用することができ、さらに、生分解性樹脂、非分解性樹脂及び有機系廃棄物（たとえば、生ごみ）などからなる廃棄物を、事前選別しなくても効果的に処理することのできる生分解性樹脂を含む廃棄物の処理装置、及び、その処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
廃棄物の処理技術は、地球温暖化の防止、及び、地球資源の有効活用などを促進する上で、極めて重要であり、様々な技術が研究開発されている。
注目されている技術として、有機系廃棄物の発酵処理（メタン発酵、水素発酵など）によるバイオガス回収（エネルギー回収）システムの技術や、プラスチックとして生分解性樹脂を用い、有機系廃棄物と同時に分解させる技術などが挙げられる。  
【０００３】
たとえば、特許文献１には、生分解性プラスチックを微粉砕し、粉砕後のプラスチックを生ごみ様有機物のスラリーと混合してメタン発酵微生物と接触させ、前記プラスチックを生ごみ様有機物との共存下でメタン発酵処理してなる生分解性プラスチックの処理方法の技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、生分解性プラスチックが混在する有機系廃棄物に希釈水を添加して加水分解を行う加水分解工程と、加水分解された分解生成物を嫌気性条件化でメタン発酵を行うメタン発酵工程と、前記発酵により生成したメタンガスを回収する回収工程と、からなる生分解性プラスチックを含む有機系廃棄物の処理方法の技術が開示されている。
【０００５】
また、特許文献３には、生分解性プラスチックと有機性廃棄物との混合物をメタン発酵処理する方法であって、前記混合物を粉砕する粉砕工程と、前記粉砕後の混合物をスラリー化しながら前記生分解性プラスチックの分解を行なう生分解工程と、前記スラリーをメタン発酵させるメタン発酵工程とを含み、前記生分解工程を４０〜６０℃の嫌気性下で行なうことを特徴とする有機性廃棄物のメタン発酵処理方法の技術が開示されている。
【０００６】
また、特許文献４には、生分解性樹脂製成形物を含む有機廃棄物を嫌気性生分解法にて処理する方法において、該生分解性樹脂製成形物を含む有機廃棄物に、生分解性樹脂分解酵素（通常、生分解性酵素とも呼ばれる。）またはその酵素を生成する微生物を添加し前処理することを特徴とする生分解性樹脂製成形物を含む有機廃棄物の処理方法の技術が開示されている。
【０００７】
ところで、上述した特許文献１〜４の技術は、水分をほとんど含まない生分解性樹脂を発酵処理しており、バイオガス回収量の増加が見込まれる利点があるものの、生分解性樹脂は、酵素との接触による生分解速度が極めて遅いため、分解を促進する工程を必要とする。たとえば、特許文献１の技術は、アルカリ分解工程を必要とし、特許文献２の技術は、１２０℃〜２５０℃の加水分解工程を必要とし、特許文献３の技術は、紫外線又はオゾンガス照射工程を必要とする。すなわち、これらの技術は、生分解性樹脂を含む廃棄物の処理方法としては、設備規模、エネルギー消費量及び環境負荷などが大きくなるといった短所を有している。
これに対し、特許文献４の技術は、生分解性樹脂分解酵素またはその酵素を生成する微生物を添加することにより、前処理を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−２９２７０５号公報
【特許文献２】特開２００５−９５７２９号公報
【特許文献３】特開２００４−２２３４７０号公報
【特許文献４】特開２００４−５８０１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献４の技術などのように、生分解性樹脂成形体の分解処理と発酵処理（メタン発酵処理など）とを分けて行う処理方法においては、生分解性酵素が、分解生成物とともに発酵処理工程に送られ使い捨てされており、生分解性酵素を有効に利用することができないといった問題があった。
【００１０】
また、生分解処理システムにおいては、通常、生分解性樹脂のみからなる成形体と有機系廃棄物だけが処理の対象であり、生分解性樹脂と非分解性樹脂とからなる成形体や非分解性廃棄物を混入させることができなかった。このため、これらが混入された廃棄物は、処理する前に、事前選別が必要であったり、あるいは、再利用できる資源が含まれているにもかかわらず、焼却処理されてきた。すなわち、廃棄物の処理においては、廃棄物の事前選別の手間を排除することの可能な技術の確立が、強く要望されていた。
さらに、生分解処理システムにおいては、生分解処理を阻害する物質が、生分解処理工程に、混入しないようにする技術の確立も要望されていた。
【００１１】
本発明は、以上のような問題などを解決するために提案されたものであり、生分解性酵素を有効に利用することができ、さらに、生分解性樹脂、非分解性樹脂及び有機系廃棄物などからなる廃棄物を、事前選別しなくても効果的に処理することのできる生分解性樹脂を含む廃棄物の処理装置、及び、その処理方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明の生分解性樹脂を含む廃棄物の処理装置は、生分解性酵素を含む分解液を用いて、前記廃棄物に含まれる前記生分解性樹脂を分解するための分解槽と、前記生分解性樹脂の分解生成物を含む分解液を回収する回収槽とを有する構成としてある。
【００１３】
また、本発明の生分解性樹脂を含む廃棄物の処理方法は、生分解性酵素を含む分解液を用いて、前記廃棄物に含まれる前記生分解性樹脂を分解する分解工程と、前記生分解性樹脂の分解生成物を含む分解液を回収する回収工程とを有する方法としてある。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の生分解性樹脂を含む廃棄物の処理装置、及び、その処理方法によれば、酵素を有効に利用することができ、さらに、生分解性樹脂、非分解性樹脂及び有機系廃棄物などからなる廃棄物を、事前選別しなくても効果的に処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の一実施形態にかかる生分解性樹脂を含む廃棄物の処理装置の要部の概略正面図を示している。
【図２】図２は、本発明の一実施形態にかかる生分解性樹脂を含む廃棄物の処理装置の要部の概略平面図を示している。
【図３】図３は、本発明の一実施形態にかかる生分解性樹脂を含む廃棄物の処理装置の、非分解物回収手段を説明するための要部の概略図であり、（ａ）は側面方向の断面図を示しており、（ｂ）は平面図を示している。
【図４】図４は、本発明の一実施形態にかかる生分解性樹脂を含む廃棄物の処理方法を説明するための概略フローチャート図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［生分解性樹脂を含む廃棄物の処理装置の実施形態］
図１は、本発明の一実施形態にかかる生分解性樹脂を含む廃棄物の処理装置の要部の概略正面図を示している。
また、図２は、本発明の一実施形態にかかる生分解性樹脂を含む廃棄物の処理装置の要部の概略平面図を示している。
図１、２において、本実施形態の生分解性樹脂を含む廃棄物の処理装置１（適宜、廃棄物処理装置１と略称する。）は、粉砕手段２、分解阻害物質除去手段３、分解槽４、分離手段５、非分解物回収手段６、連通部材７、発酵槽８、及び、これらを制御する制御手段（図示せず）などを備えた構成としてある。この廃棄物処理装置１は、生分解性樹脂１１を含む廃棄物１０を処理する。
【００１７】
（廃棄物）
廃棄物１０は、生分解性樹脂１１、非分解性樹脂１２、及び、有機系廃棄物１３などを有している。すなわち、廃棄物処理装置１は、家庭から排出される生ごみなどの廃棄物１０を処理する。
ここで、廃棄物処理装置１が処理する廃棄物１０は、生分解性樹脂１１と、プラスチック系廃棄物（すなわち、非分解性樹脂１２）及び／又は有機系廃棄物１３との混合物である。したがって、廃棄物処理装置１は、たとえば、多層のペットボトル（生分解性樹脂１１からなる層と非分解性樹脂１２からなる層とを有するペットボトル）を、後述するように、効果的に処理することができる。
【００１８】
上記の生分解性樹脂１１は、微生物が産生する酵素によって分子構造が分解され、二酸化炭素や水等の無機物に変えられる樹脂であり、たとえば、化学合成系樹脂、微生物系樹脂、天然物利用系樹脂などが挙げられる。また、生分解性樹脂１１は、好ましくは、ポリ乳酸樹脂などであり、さらに、分解促進剤を含有しているとよい。
また、有機系廃棄物１３として、生ごみ、食品加工残渣、紙、下水汚泥、屎尿、家畜糞尿、剪定枝などが挙げられる。
なお、上記の混合物は、微小の金属片などを含んでいてもよい。
【００１９】
（粉砕手段）
粉砕手段２は、回転刃やスクリーン（網目）などを有する一軸粉砕機としてあり、分解槽４に供給される廃棄物１０を、数ｍｍ〜数十ｍｍの粒度に粉砕する。
なお、粉砕手段２の粉砕方式などは、特に限定されるものではない。
【００２０】
（分解阻害物質除去手段）
分解阻害物質除去手段３は、洗浄容器３１、洗浄液用ノズル３３、オーバーフロー用配管３４、及び、金網コンベア３５などを有している。
洗浄容器３１は、ほぼ直方体状の容器であり、洗浄液３２が溜められており、粉砕された廃棄物１０が供給される。供給された廃棄物１０は、洗浄液３２中に沈み、洗浄液３２によって、生分解性樹脂１１の酵素分解を阻害する分解阻害物質（界面活性剤など）が、生分解性樹脂１１などから分離する。分離した分解阻害物質（通常、泡となり液面に浮遊する。）は、洗浄液用ノズル３３から洗浄液３２が供給されると、オーバーフロー用配管３４を介して回収される。金網コンベア３５は、洗浄容器３１内に、一方の端部が洗浄液３２中に位置し、他方の端部が洗浄液３２の上方に位置する状態で設置されている。また、分解阻害物質の除去された廃棄物１０は、上記の金網コンベア３５によって、液切りされた状態で、分解槽４のバスケット６１に供給される。
【００２１】
このように、分解阻害物質除去手段３は、分解槽４に供給される粉砕された廃棄物１０から、生分解性樹脂１１の酵素分解を阻害する分解阻害物質（界面活性剤など）を除去する。これにより、生分解性樹脂１１の酵素分解を、効率よく、かつ、短時間で行うことができる。
なお、洗浄液３２として、通常、水（好ましくは、温水）などを用いるが、特に限定されるものではない。また、分解阻害物質除去手段３の構成も、上記に限定されるものではない。
【００２２】
（分解槽）
分解槽４は、撹拌装置４１、センサ４２、フィーダ４３、及び、濾過装置４４などを有している。
分解槽４は、ほぼ円筒状のタンクとしてあり、後述する分解液４０が溜められている。また、分解槽４は、複数のバスケット６１を収容しており、廃棄物１０が金網コンベア３５からバスケット６１に供給される。この分解槽４は、生分解性酵素を含む分解液４０を用いて、廃棄物１０に含まれる生分解性樹脂１１を分解する。また、本実施形態では、分解槽４に、廃棄物１０に含まれる有機系廃棄物１３が投入されており、有機系廃棄物１３を分解する酵素を含む分解液４０を用いて、有機系廃棄物１３を分解する。
【００２３】
撹拌装置４１は、分解槽４の下部に設けられており、分解液４０がほぼ均一な状態となるように、分解液４０をゆっくり撹拌する。
また、濾過装置４４は、フィルタ４４１及びポンプ４４２などを有しており、バスケット６１の金網６１２を通り抜けた微小の非分解物（たとえば、微小の非分解性樹脂１２や金属片）を捕集する。
さらに、センサ４２は、分解液４０の状態を検出するための各種センサであり、図示してないが、温度センサ、酵素センサ（特定の酵素の量を検出するセンサ）、ｐＨセンサなどである。センサ４２は、コンピュータなどの制御手段と接続されており、各検出信号を出力する。
また、フィーダ４３は、分解液４０の成分を調整するための中和剤や酵素を供給するフィーダであり、分解槽４の上部に設けられている。
【００２４】
（分解液）
分解液４０は、生分解性酵素、緩衝剤、有機溶媒及び水を含有している。
生分解性酵素としては、生分解性樹脂１１に作用する分解酵素であればよく、また、固定化していても固定化していなくてもよい。たとえば、リパーゼやプロテアーゼ、クチナーゼなどが挙げられる。また、微生物を入れ、その菌体外酵素を用いてもよく、その微生物が必要とする培地成分や栄養成分が添加されていてもよい。さらに、分解液４０は、有機系廃棄物１３を加水分解する酵素、及び／又は、加水分解する酵素を産生し、菌体外に放出する微生物を含有してもよい。  有機系廃棄物１３を分解する酵素としては、例えばリパーゼやプロテアーゼ、セルラーゼ、アミラーゼ、リゾチーム、ペプチダーゼ、エステラーゼ、アシルアミダーゼ、グリコシダーゼ、ホスファターゼなどが挙げられる。これら生分解性酵素及び有機系廃棄物１３を分解する酵素は、１種単独或いは２種以上を混合して使用することもできる。  また、緩衝剤としては、グリシン-塩酸緩衝液、リン酸緩衝液、トリス-塩酸緩衝液、酢酸緩衝液、クエン酸緩衝液、クエン酸-リン酸緩衝液、ホウ酸緩衝液、酒石酸緩衝液、グリシン-水酸化ナトリウム緩衝液などが挙げられる。また、固体の中和剤でもよく、たとえば、炭酸カルシウム、キトサン、脱プロトンイオン交換樹脂などが挙げられる。
【００２５】
分解を行う際に、酵素と分解物の結合による沈殿が見られる場合は、有機溶媒を添加することによりこの問題を解決することができる。有機溶媒は、そのＳＰ値（Ｈｉｌｄｅｂｒａｎｄ溶解度パラメータ）が８．５未満であるか又は１１．５を超える値であるとよい。このような有機溶媒としては、ヘキサン（ＳＰ値は７．３）、シクロヘキサン（８．２）ジメチルスルホキシド（１４．４）、アセトニトリル（１１．７）、エタノール（１２．７）、メタノール（１４．４）などが挙げられる。上記範囲のＳＰ値を有する有機溶媒を用いることにより、凝集物の生成を抑制することができる。また、分解液４０中の有機溶媒の含有率（体積含有率）は１％よりも多く１５％未満であるとよい。この理由は、有機溶媒の含有率（体積含有率）が１％以下では、分解液４０中に凝集沈殿物が生成され、オリゴマーやモノマーの回収率が低下するからであり、１５％以上では、生分解性樹脂１１の分解率が低下するからである。さらに、酵素の凝集沈殿を抑制するため、生分解性樹脂１１の分解率を向上させることができる。  また、分解液４０中の水分の含有率（体積含有率）は、５０％以上であり、好ましくは、８０〜９９％であるとよい。  なお、分解液４０の組成、ｐＨの値、分解の時間、及び、温度等は、分解する廃棄物１０の量などにもとづいて、適宜設定することができる。
【００２６】
（非分解物回収手段）
図３は、本発明の一実施形態にかかる生分解性樹脂を含む廃棄物の処理装置の、非分解物回収手段を説明するための要部の概略図であり、（ａ）は側面方向の断面図を示しており、（ｂ）は平面図を示している。
図１、３において、本実施形態の非分解物回収手段６は、複数の（たとえば、１２個の）バスケット６１、バスケット６１を分解槽４内で回転させる回転手段（この回転手段は、載置用フレーム６２、回転軸６３及び支持用フレーム６４などを有する。）、バスケット６１を分解槽４から取り出し戻すためのバスケット移動手段６５、及び、非分解物１４が投入される非分解物回収容器６６などを有している。この非分解物回収手段６は、分解槽４内の（すなわち、バスケット６１内の）非分解物１４を回収する。
なお、非分解物１４は、廃棄物１０に含まれる非分解性樹脂１２や金属片などである。
【００２７】
バスケット６１は、ほぼ円筒を放射線状に沿って１２等分した形状としてあり、枠フレーム６１１、金網６１２、一対の取手６１３及び一対の連結部材６１４などを有している。このバスケット６１は、上部が開口しており、この開口から粉砕された廃棄物１０が投入され、この開口から非分解物回収容器６６に非分解物１４が排出される。
枠フレーム６１１は、通常、Ｌ型鋼や鋼管などからなる。
金網６１２は、粉砕手段２によって粉砕された廃棄物１０の粒度より細かいメッシュを有しており、分解液４０によって分解されない非分解性樹脂１２や混入された金属片などをバスケット６１内に滞留させる。なお、金網６１２を通り抜けた非分解性樹脂１２や金属片などは、上述した濾過装置４４によって捕集される。
取手６１３は、枠フレーム６１１の上部に設けられており、バスケット移動手段６５の昇降装置のフック（図示せず）が掛けられる。
連結部材６１４は、貫通孔の穿設されたほぼ半円状の金属板であり、外周側の枠フレーム６１１の中段部に対向して設けられている。
【００２８】
バスケット６１を分解槽４内で回転させる回転手段は、載置用フレーム６２、回転軸６３及び支持用フレーム６４などを有している。
載置用フレーム６２は、放射状のリブを有するほぼ円環状としてあり、中央部が回転軸６３の下端部と連結されている。この載置用フレーム６２は、バスケット６１を位置決めするガイド部材などによって、バスケット６１が所定の位置に載置される。
回転軸６３は、上部が支持用フレーム６４に回転可能に支持されており、図示していないスプロケット、チェーン及びモータなどによって、反時計回り方向に回転する。なお、回転軸６３は、廃棄物１０をバスケット６１に投入するタイミングや、非分解物１４をバスケット６１から回収するタイミングで、３０°ずつ間欠的に回転する。
【００２９】
バスケット移動手段６５は、バスケット６１を昇降させる昇降装置（図示せず）、及び、分解槽４の上方に上昇したバスケット６１を回動される回動装置（この回動手段は、保持板６５１、エアシリンダ６５２及び回動軸６５３などを有する。）を有している。
昇降装置は、図示してないが、エアシリンダや、このエアシリンダのロッドに連結された一対のフックなどを有しており、一対のフックが上記の取手６１３に掛けられ、バスケット６１を昇降させる。
また、回動装置は、ほぼ長円状の保持板６５１、保持板６５１に設けられ、ロッドが連結部材６１４の貫通孔に挿入される一対のエアシリンダ６５２、保持板６５１と連結された回動軸６５３、回動軸６５３を回動可能に支持する軸受（図示せず）、及び、回動軸６５３を約１６０°回動させる歯車やギヤ付きモータ（図示せず）などを有している。この回動装置は、保持板６５１及びエアシリンダ６５２が、上昇したバスケット６１を保持し、回動軸６５３などが、保持したバスケット６１を回動させ、バスケット６１に残った非分解物１４を非分解物回収容器６６に排出する。
【００３０】
非分解物回収容器６６は、ほぼ直方体状の容器としてあり、非分解物１４がバスケット６１から投入される。すなわち、非分解物回収手段６は、廃棄物１０に含まれる非分解性樹脂１２や金属片などからなる非分解物１４を効率よく回収することができる。
ここで、好ましくは、廃棄物処理装置１は、回収された非分解物１４を非分解性樹脂１２と金属片などの残さとに選別する選別装置（図示せず）や、選別された非分解性樹脂１２を洗浄する洗浄装置（図示せず）などを備えていてもよい。このようにすると、非分解性樹脂１２をリサイクル用として回収することができる。そして、リサイクル用として回収される非分解性樹脂１２は、不純物が含まれているといった不具合が大幅に改善されており、非分解性樹脂１２の品質を向上させることができる。
なお、金属片などの残さに対して、さらに、金属片などを回収してもよい。
【００３１】
（分離手段）
分離手段５は、図１に示すように、酵素分離膜としてあり、分解槽４の下部に取り付けられている。また、分離手段５は、パンチングメタルや金網などからなる分離手段用カバー５１を有しており、この分離手段用カバー５１は、酵素分離膜を微小の非分解物から保護する。
上記の酵素分離膜（酵素分離用フィルタ）は、酵素の流入を抑え、分解物を次工程へ通過させるものであれば特に制限はないが、例えば20.9kDaの分子量を持つCryptococcus  sp.  S-2由来リパーゼCS2（特開2004-73123）を分解酵素として用いた場合、分子量1,000〜20,000の範囲で分画を行う分離膜を使用することが望ましく、例えば再生セルロース膜、酢酸セルロース膜、ポリアクリロニトリル膜、ポリビニルデンジフルオライド多孔質膜、酢酸セルロース＋ニトロセルロース混合膜、ポリテトラフルオロエチレン膜、シリコーンゴム中空糸膜であり、分解液４０中の生分解性酵素と分解生成物とを分離する。すなわち、分離手段５は、分解生成物を含む分解液４０が発酵槽８に供給される際、分解液４０に含まれる生分解性酵素を分離するので、分離された生分解性酵素或いは、有機系廃棄物を分解する酵素が、分解槽４に滞留する。これにより、分解槽４と発酵槽８を有する廃棄物処理装置１において、酵素が、分解生成物とともに発酵槽８に送られずに、分解槽４に留まるために、酵素を効率よく使い続ける（すなわち、有効に利用する）ことができる。
【００３２】
なお、本実施形態では、分離手段５として、酵素分離膜を使用する構成としてあるが、分離手段５は、これに限定されるものではない。たとえば、図示してないが、酵素分離膜の代わりに、分解液４０に含まれる生分解性酵素を分離する遠心機を用いる構成としてもよい。このようにしても、遠心機で酵素を分離し、この酵素を分解槽４に戻すことにより、分離された生分解性酵素を分解槽４に滞留させるができ、生分解性酵素を有効に利用することができる。
また、分離手段５として、酵素分離膜と遠心機とを有する構成としてもよい。
【００３３】
（連通部材）
連通部材７は、通常、分解槽４と発酵槽８とを連通させる配管などであり、分解槽４から発酵槽８に、分離手段５によって生分解性酵素の分離された分解生成物（すなわち、本実施形態では、生分解性酵素が分離され、かつ、生分解性樹脂１１及び有機系廃棄物１３の分解生成物を含む分解液４０）を移送する。また、連通部材７は、通常、図示してないが、弁やポンプなどを有している。
ここで、好ましくは、連通部材７に、温度調整手段３１が設けられ、この温度調整手段３１が、分解生成物の温度を、発酵に適した温度に調整するとよい。このようにすると、発酵槽８内の温度変化を抑制し、発酵に適した温度を維持することができるので、メタンガスの回収率が低下するといった不具合を防止することができる。
【００３４】
（発酵槽）
本実施形態では、酵素の分離された分解生成物を回収する回収槽を、発酵槽８としてある。この発酵槽８は、連通部材７を介して供給された分解生成物を発酵させる。また、本実施形態では、上述した分解液４０を用いることにより、生分解性樹脂１１を分解する時間を短縮することができる。
また、本実施形態では、発酵槽８は、メタン生成菌による発酵を行う構成としてあり、回収用配管８１からメタンガスを回収している。さらに、発酵槽８で発生した発酵残渣及び排水は、それぞれ堆肥化や液肥化を行い、肥料として用いることができる。
なお、発酵槽８による発酵生成物は、メタンに限定されるものではなく、たとえば、水素やエタノールであってよい。すなわち、発酵槽８による発酵生成物は、メタン、水素及びエタノールの少なくとも一つであるとよい。
【００３５】
次に、上記構成の廃棄物処理装置１の動作などについて、図面を参照して説明する。
図４は、本発明の一実施形態にかかる生分解性樹脂を含む廃棄物の処理方法を説明するための概略フローチャート図を示している。
図４に示すように、廃棄物処理装置１は、まず、粉砕手段２に廃棄物１０が投入され、粉砕手段２が、投入された廃棄物１０を、数ｍｍ〜数十ｍｍの粒度に粉砕する（ステップＳ１）。
ここで、好ましくは、粉砕手段２は、廃棄物１０を、数ｍｍ〜十数ｍｍの粒度に、より好ましくは、数ｍｍの粒度に粉砕するとよい。このように、廃棄物１０を細かく粉砕するほど、分解槽４における生分解性樹脂１１を分解する時間が短縮されるので、廃棄物処理装置１の処理能力を向上させることができる。
【００３６】
次に、廃棄物処理装置１は、分解阻害物質除去手段３が、粉砕された廃棄物１０から、生分解性樹脂１１の酵素分解を阻害する分解阻害物質（界面活性剤など）を除去する（ステップＳ２）。これにより、廃棄物処理装置１は、生分解性樹脂１１の酵素分解を、効率よく、かつ、短時間で行うことができる。続いて、金網コンベア３５が、分解阻害物質の除去された廃棄物１０を、液切りされた状態で分解槽４のバスケット６１に供給する。
【００３７】
次に、分解槽４は、一つのバスケット６１に所定の量の廃棄物１０が供給されると、回転軸６３が、反時計回り方向に３０°回転し、次のバスケット６１に廃棄物１０が供給される。供給された廃棄物１０は、分解液４０に浸漬し、生分解性樹脂１１は、分解液４０によって分解される。すなわち、分解槽４は、生分解性酵素を含む分解液４０を用いて、廃棄物１０に含まれる生分解性樹脂１１及び食品などの有機系廃棄物１３を分解し、生分解性樹脂１１や有機系廃棄物１３の分解生成物を含む分解液をバスケット６１の外部に流出させる（ステップＳ３）。
【００３８】
ここで、分解槽４の撹拌装置４１は、分解液４０がほぼ均一な状態となるように、分解液４０をゆっくり撹拌する。
また、濾過装置４４は、バスケット６１の金網６１２を通り抜けた微小の非分解物（たとえば、微小の非分解性樹脂１２や金属片）を捕集する。
さらに、センサ４２は、液温、特定の酵素の量、ｐＨ値などに関する各検出信号を制御手段に出力し、制御手段がフィーダ４３を制御し、必要に応じて、フィーダ４３が、分解液４０の成分を調整するための中和剤や生分解性酵素などを供給する。
【００３９】
次に、廃棄物処理装置１は、バスケット６１に供給した廃棄物１０の生分解性樹脂１１がほぼ全て分解されたタイミングで、非分解物回収手段６が、バスケット６１内の非分解物１４（非分解性樹脂１２や金属片など）を回収する（ステップＳ４）。
この際、バスケット６１は、廃棄物１０が供給された位置から、３３０°回転した位置にあり、まず、バスケット移動手段６５の昇降装置が、一対のフックをバスケット６１の取手６１３に掛けられ、バスケット６１を上昇させる。次に、バスケット移動手段６５の回動装置は、保持板６５１及びエアシリンダ６５２がバスケット６１を保持し、続いて、一対のフックが外れると、回動軸６５３などが保持したバスケット６１を回動させ、バスケット６１に残った非分解物１４を非分解物回収容器６６に排出する。なお、バスケット移動手段６５は、上記の動作を戻ることにより、空のバスケット６１を載置用フレーム６２に載置する。
【００４０】
ここで、上述したように、廃棄物処理装置１は、回収された非分解物１４を非分解性樹脂１２と金属片などの残さとに選別する選別装置（図示せず）や、選別された非分解性樹脂１２を洗浄する洗浄装置（図示せず）などを備えていてもよい。かかる場合、選別装置が、非分解物１４を非分解性樹脂１２と金属片などの残さとに選別し（ステップＳ４１）、さらに、洗浄装置が、非分解性樹脂１２を洗浄する（ステップＳ４２）。これにより、リサイクル用として回収される非分解性樹脂１２は、不純物が含まれているといった不具合が大幅に改善されており、非分解性樹脂１２の品質を向上させることができる。
【００４１】
次に、廃棄物処理装置１は、連通部材７が、分解槽４から発酵槽８に、分解生成物を含む分解液４０を移送する際、分離手段５としての酵素分離膜が、分解液４０中の生分解性酵素と分解生成物とを分離する（ステップＳ５）。すなわち、分離手段５は、分解生成物を含む分解液４０が発酵槽８に供給される際、分解液４０に含まれる生分解性酵素などを分離するので、分離された生分解性酵素、及び、有機系廃棄物１３を分解する酵素が、分解槽４に滞留する。これにより、分解槽４と発酵槽８を有する廃棄物処理装置１において、酵素が、分解生成物とともに発酵槽８に送られずに、分解槽４に留まるために、酵素を効率よく使い続ける（すなわち、有効に利用する）ことができる。
【００４２】
続いて、廃棄物処理装置１は、連通部材７が、分解槽４から発酵槽８に、分離手段５によって酵素の分離された分解生成物を移送し、分解生成物を発酵槽８に回収する（ステップＳ６）。
ここで、好ましくは、連通部材７の温度調整手段３１が、分解生成物の温度を、発酵に適した温度に調整するとよい。このようにすると、発酵槽８内の温度変化を抑制し、発酵に適した温度を維持することができるので、メタンガスの回収率が低下するといった不具合を防止することができる。
【００４３】
次に、廃棄物処理装置１は、発酵槽８が、連通部材７を介して供給された分解生成物を発酵させる（ステップＳ７）。
また、本実施形態では、発酵槽８は、メタン生成菌による発酵を行う構成としてあり、廃棄物処理装置１は、回収用配管８１からメタンガスを回収することができる。
【００４４】
このように、廃棄物処理装置１は、生分解性樹脂１１、非分解性樹脂１２、及び、有機系廃棄物１３などを有している廃棄物１０（たとえば、家庭から排出される生ごみなど）を、事前選別することなく、処理することができる。これにより、事前選別することが実用的ではなく、かつ、メタンガスの発生により埋め立て処分することもできず、焼却処理していた廃棄物１０を、地球温暖化の防止、及び、地球資源の有効活用などを促進しつつ、処理することができ、社会的に大きなメリットを得ることができる。
【００４５】
また、廃棄物処理装置１は、分離手段５が、分解液４０に含まれる酵素を分離し、酵素が、分解生成物とともに発酵槽８に送られずに、分解槽４に留まるので、酵素を効率よく使い続ける（すなわち、有効に利用する）ことができる。これにより、酵素の費用などを削減でき、経済性を向上させることができる。
【００４６】
さらに、廃棄物処理装置１は、生分解性樹脂１１を分解した分解生成物を発酵させているので、エネルギー回収効率を向上させることができ、また、非分解物回収手段６などにより品質の優れた非分解性樹脂１２を効率よく回収でき、非分解性樹脂１２のリサイクル率を向上させることができる。さらに、生分解性樹脂１１の処理技術を確立することができるので、生分解性を有するバイオマスプラスチック（たとえば、ポリ乳酸、澱粉樹脂など）の増加により、ＣＯ２の低減を図ることができる。
【００４７】
また、廃棄物処理装置１は、生分解性樹脂１１と有機系廃棄物１３などを主に有する廃棄物１０、生分解性樹脂１１と非分解性樹脂１２などを主に有する廃棄物１０、及び、生分解性樹脂１１と非分解性樹脂１２と有機系廃棄物１３などなどを主に有する廃棄物１０に対応することができるので、フレキシビリティーを向上させることができる。さらに、上記の廃棄物１０に非分解性廃棄物が含まれる場合であっても、非分解物回収手段６が、非分解性廃棄物を支障なく除去することができ、また、上記の廃棄物１０が生分解処理を阻害する物質を含む場合であっても、分解阻害物質除去手段３が、この物質を除去することができるので、廃棄物処理装置１の付加価値を向上させることができる。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態の廃棄物処理装置１によれば、酵素を有効に利用することができ、さらに、生分解性樹脂１１、非分解性樹脂１２及び有機系廃棄物１３などからなる廃棄物１０を、事前選別しなくても効果的に処理することができる。
【００４９】
［生分解性樹脂を含む廃棄物の処理方法の実施形態］
また、本発明は、生分解性樹脂を含む廃棄物の処理方法（適宜、廃棄物処理方法と略称する。）の発明としても有効である。
本実施形態の廃棄物処理方法は、上述した廃棄物処理装置１を用いて、生分解性樹脂１１を含む廃棄物１０を処理する方法としてある。
すなわち、本実施形態の廃棄物処理方法は、図４に示すように、まず、粉砕手段２に廃棄物１０が投入され、粉砕手段２が、投入された廃棄物１０を、数ｍｍ〜数十ｍｍの粒度に粉砕する粉砕工程を有している（ステップＳ１）。
【００５０】
ここで、廃棄物１０は、生分解性樹脂１１と、プラスチック系廃棄物（すなわち、非分解性樹脂１２）及び／又は有機系廃棄物１３との混合物である。したがって、本実施形態の廃棄物処理方法によれば、たとえば、多層のペットボトル（生分解性樹脂１１からなる層と非分解性樹脂１２からなる層とを有するペットボトル）を、効果的に処理することができる。
なお、上記の混合物は、微小の金属片などを含んでいてもよい。
【００５１】
次に、分解阻害物質除去手段３が、粉砕された廃棄物１０から、生分解性樹脂１１の酵素分解を阻害する分解阻害物質（界面活性剤など）を除去する分解阻害物質除去工程を有している（ステップＳ２）。これにより、廃棄物処理装置１は、生分解性樹脂１１の酵素分解を、効率よく、かつ、短時間で行うことができる。
【００５２】
次に、分解槽４が、酵素を含む分解液４０を用いて、廃棄物１０に含まれる生分解性樹脂１１及び食品などの有機系廃棄物１３を分解する分解工程を有している（ステップＳ３）。
【００５３】
次に、バスケット６１に供給した廃棄物１０の生分解性樹脂１１がほぼ全て分解されたタイミングで、非分解物回収手段６が、バスケット６１内の非分解物１４（非分解性樹脂１２や金属片など）を回収する非分解物回収工程を有している（ステップＳ４）。
ここで、選別装置が、回収された非分解物１４を非分解性樹脂１２と金属片などの残さとに選別する選別工程を有し（ステップＳ４１）、さらに、洗浄装置が、選別された非分解性樹脂１２を洗浄する洗浄工程を有するとよい（ステップＳ４２）。これにより、リサイクル用として回収される非分解性樹脂１２は、不純物が含まれているといった不具合が大幅に改善されており、非分解性樹脂１２の品質を向上させることができる。
【００５４】
次に、廃棄物処理装置１は、連通部材７が、分解槽４から発酵槽８に、分解生成物を含む分解液４０を移送する際、分離手段５としての酵素分離膜が、分解液４０中の生分解性酵素と分解生成物とを分離する分離工程を有している（ステップＳ５）。これにより、分解工程（ステップＳ３）と発酵工程（ステップＳ８）を有する処理方法において、生分解性酵素が、分解生成物とともに発酵槽８に送られずに、分解槽４に留まるために、生分解性酵素を効率よく使い続ける（すなわち、有効に利用する）ことができる。すなわち、分離工程（ステップＳ５）において分離された生分解性酵素は、分解工程（ステップＳ３）にもどり有効に利用される。
【００５５】
続いて、連通部材７が、分解槽４から発酵槽８に、分離手段５によって生分解性酵素の分離された分解生成物を移送し、分解生成物を発酵槽８に回収する分解生成物回収工程を有している（ステップＳ６）。
ここで、好ましくは、連通部材７の温度調整手段３１が、分解生成物の温度を、発酵に適した温度に調整するとよい。このようにすると、発酵槽８内の温度変化を抑制し、発酵に適した温度を維持することができるので、メタンガスの回収率が低下するといった不具合を防止することができる。
【００５６】
次に、発酵槽８が、連通部材７を介して供給された分解生成物を発酵させる発酵工程を有している（ステップＳ７）。
また、本実施形態の廃棄物処理方法では、メタン生成菌による発酵を行う方法としてあり、回収用配管８１からメタンガスを回収することができる。
なお、発酵生成物は、メタンに限定されるものではなく、たとえば、水素やエタノールであってよい。すなわち、発酵生成物は、メタン、水素及びエタノールの少なくとも一つであるとよい。
【００５７】
以上説明したように、本実施形態の生分解性樹脂を含む廃棄物の処理方法によれば、廃棄物処理装置１とほぼ同様の効果を奏することができる。すなわち、生分解性酵素を有効に利用することができ、さらに、生分解性樹脂１１、非分解性樹脂１２及び有機系廃棄物１３などからなる廃棄物１０を、事前選別しなくても効果的に処理することができる。
【００５８】
以上、本発明の生分解性樹脂を含む廃棄物の処理装置、及び、その処理方法について、好ましい実施形態などを示して説明したが、本発明に係る生分解性樹脂を含む廃棄物の処理装置、及び、その処理方法は、上述した実施形態などにのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
例えば、分離手段５を設けることなく、生分解性樹脂の分解生成物を含む分解液を発酵槽に直接送るようにすることもできる。
また、廃棄物処理装置１における分解槽４や非分解物回収手段６などの構成は、上記に限定されるものではない。例えば、図示してないが、廃棄物１０の処理量が多い場合（一日の処理量が数トン以上の場合など）は、複数の分解槽４を備え、各分解槽４が一つのバスケット６１を有する構成としてもよい。このようにすると、構造を単純化でき、また、大型化に容易に対応できるので、設備費用のコストダウンを図ることができる。
【符号の説明】
【００５９】
１  廃棄物処理装置
２  粉砕手段  
３  分解阻害物質除去手段  
４  分解槽  
５  分離手段  
６  非分解物回収手段
７  連通部材
８  発酵槽
１０  廃棄物
１１  生分解性樹脂
１２  非分解性樹脂  
１３  有機系廃棄物
１４  非分解物  
３１  洗浄容器  
３２  洗浄液  
３３  洗浄液用ノズル  
３４  オーバーフロー用配管  
３５  金網コンベア  
４０  分解液
４１  撹拌装置  
４２  センサ  
４３  フィーダ  
４４  濾過装置
５１  分離手段用カバー
６１  バスケット
６２  載置用フレーム  
６３  回転軸  
６４  支持用フレーム  
６５  バスケット移動手段  
７１  温度調整手段
８１  回収用配管
４４１  フィルタ
４４２  ポンプ
６１１  枠フレーム  
６１２  金網
６１３  取手
６１４  連結部材
６５１  保持板
６５２  エアシリンダ
６５３  回動軸
【図１】
2011240272.tif 000003
【図２】
2011240272.tif 000004
【図３】
2011240272.tif 000005
【図４】
2011240272.tif 000006