(57)【要約】      （修正有）【課題】病原菌、ウィルス、細菌、雑菌等を含む有機廃棄物の乾燥処理時間を短縮し有機廃棄物を効率的に炭化処理し、有機廃棄物の処理能力の向上を達成する。【解決手段】有機廃棄物が投入された容器１０内に飽和水蒸気を供給する水蒸気供給部３０と、容器１０内に装備され、有機廃棄物を攪拌する攪拌部２０と、容器１０内に加熱された空気を供給する空気供給部４０と、を備えた有機廃棄物処理装置。【選択図】図１
2011115723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機廃棄物が投入された容器内に飽和水蒸気を供給する水蒸気供給部と、前記容器内に装備され、前記有機廃棄物を攪拌する攪拌部と、前記容器内に加熱された空気を供給する空気供給部と、を備えたことを特徴とする有機廃棄物処理装置。
【請求項２】
前記容器が、前記有機廃棄物が投入される内側容器と、該内側容器を囲む外側容器とを備え、前記内側容器と前記外側容器との間に空間を確保してなる２重構造であることを特徴とする請求項１記載の有機廃棄物処理装置。
【請求項３】
前記空間と前記水蒸気供給部又は前記空気供給部とが連通され、前記飽和水蒸気又は前記加熱された空気を前記空間に供給するようにされていることを特徴とする請求項２記載の有機廃棄物処理装置。
【請求項４】
有機廃棄物が投入された容器内に飽和水蒸気を供給しながら前記有機廃棄物を攪拌して加水分解するとともに、熱分解して炭化する分解処理工程と、前記容器内に加熱された空気を供給しながら分解された前記有機廃棄物を攪拌して乾燥させる乾燥処理工程と、を備えたことを特徴とする有機廃棄物処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機系廃棄物を飽和水蒸気による高温・高圧の環境下で分解処理する有機廃棄物処理装置及び有機廃棄物処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
病原菌、ウィルス、細菌、雑菌等が付着している医療系廃棄物や敷き藁等を含む有機廃棄物を分解処理する機能を有する有機廃棄物処理装置には、飽和水蒸気による高温・高圧の環境下で有機廃棄物を分解処理するものが知られている。
【０００３】
下記特許文献１に記載のものは、容器内に飽和水蒸気を供給し、この容器内を高温・高圧状態に保持して容器内の有機廃棄物を攪拌することにより、有機廃棄物を乾燥させて加水分解するとともに、熱分解して炭化処理するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−７６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の従来技術によると、医療系廃棄物や敷き藁等を含む有機廃棄物を、病原菌、ウィルス、細菌、雑菌等を滅菌・死滅させた状態で炭化処理することができる。しかしながら、この従来技術では、飽和水蒸気を供給しながら攪拌しているため、有機廃棄物の乾燥処理に相当な時間を要しており、有機廃棄物の炭化処理が非効率的であるという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような問題に対処することを課題とするものである。すなわち、病原菌、ウィルス、細菌、雑菌等を含む有機廃棄物の乾燥処理時間を短縮できるようにすること、乾燥処理時間を短縮して有機廃棄物を効率よく炭化処理できるようにすること、効率よく炭化処理することで、有機廃棄物の処理能力の向上を達成すること、等が本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的を達成するために、本発明による有機廃棄物処理装置は、以下の構成を少なくとも具備するものである。
【０００８】
有機廃棄物が投入された容器内に、飽和水蒸気を供給する水蒸気供給部と、容器内に装備され、有機廃棄物を攪拌する攪拌部と、容器内に加熱された空気を供給する空気供給部と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
有機廃棄物が投入された容器内に飽和水蒸気を供給しながら有機廃棄物を攪拌して加水分解するとともに、熱分解して炭化する分解処理工程と、前記容器内に加熱された空気を供給しながら分解された前記有機廃棄物を攪拌して乾燥させる乾燥処理工程と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
このような特徴を有することで本発明は以下の効果を奏する。すなわち、飽和水蒸気の供給により容器内を高温・高圧とし、この容器内に投入された有機廃棄物を攪拌しながら加水分解するとともに、熱分解し、更に、分解された有機廃棄物を攪拌しながら容器内に加熱された空気を供給して乾燥処理を行うようにしたので、病原菌、ウィルス、細菌、雑菌等を含む有機廃棄物の乾燥時間を短縮することができる。乾燥時間が短縮されることで有機廃棄物を効率よく炭化処理することができる。効率よく炭化処理することで、有機廃棄物の処理能力の向上を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る有機廃棄物処理装置の概略構成図。
【図２】比較例に用いた各条件を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明でいう有機廃棄物とは、例えば、医療廃棄物（ガーゼ、脱脂綿、包帯、シーツ、おむつ、ＭＤ（メディカル）ボックス等）、畜産廃棄物（敷料、糞尿等）、農業廃棄物（ビニールハウス用フィルム、マルチ栽培用マルチフィルム、牧草用ラップフィルム、）、食品廃棄物（食品加工残渣、生ごみ等）、産業廃棄物（各種紙製品、各種プラスチック製品、木材片、間伐材等）等、が挙げられる。
【００１３】
容器内に供給する空気は、有機廃棄物の乾燥効率を高めるために、高温度・低湿度であることが好ましい。
【００１４】
本発明の容器は、この容器内の保温や加熱効率を高めるため、有機廃棄物が投入される内側容器と、この内側容器を囲む外側容器とを備え、この内側容器と外側容器との間に空間を確保してなる２重構造とすることが好ましく、より好ましくは、前述の空間と水蒸気供給部又は空気供給部とを連通し、飽和水蒸気又は加熱された空気を前述の空間に供給するようにした構成である。
【００１５】
以下、本発明に係る有機廃棄物処理装置の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、有機廃棄物処理装置（以下「処理装置」という）１を含む有機廃棄物処理システム（以下「処理システム」という）Ａの一例を示す概略構成図である。
【００１６】
処理システムＡは、有機廃棄物（図示せず）を加水分解及び熱分解するとともに、炭化処理する処理装置１、加水分解時及び熱分解時に処理装置１から排気される水蒸気を液化する凝縮器１Ａ、凝縮器１Ａで液化された液体を冷却して、凝縮器１Ａに戻す冷却装置１Ｂ、凝縮器１Ａ内の気体及び水蒸気を脱臭する脱臭装置１Ｃ、凝縮器１Ａ及び冷却装置１Ｂ並びに脱臭装置１Ｃの液体を貯留する凝結液体貯留槽１Ｄ、凝結液体貯留槽１Ｄから排出される液体を減圧乾燥し、液体と液体内に含まれるわずかな固体を分ける減圧乾燥機１Ｅ、減圧乾燥機１Ｅからの液体をろ過する逆浸透膜装置１Ｆ等を備えている。
【００１７】
尚、処理システムＡについては、処理装置１を除いて周知構造であるので、処理装置を除く構成については、図示することにより説明を省略する。図示においては、実線で示す矢印が液体の流れを、一点鎖線で示す矢印が水蒸気の流れを、二点鎖線で示す矢印が気体の流れを、破線で示す矢印が固体の流れを夫々示す。
【００１８】
処理装置１は、有機廃棄物が投入される容器１０と、容器１０内の有機廃棄物を攪拌する攪拌部２０と、容器１０内に飽和水蒸気を供給する水蒸気供給部３０と、容器１０内に加熱された高温の空気を供給する空気供給部４０とを備えている。
【００１９】
容器１０は、有機廃棄物が投入される内側容器１１と、この内側容器１１を囲む外側容器１２とを備え、内側容器１１と外側容器１２との間に空間１３を確保してなる２重構造のものである。この容器１０には、有機廃棄物を内側容器１１に投入する投入口１４と、内側容器１１内の水蒸気を排気する排気口１５と、分解処理された有機廃棄物を容器１０外へ排出する排出口１６とを備えている。
【００２０】
投入口１４は、外側容器１２の外側から空間１３を貫通して内側容器１１と連通するように設けられたものであり、外側容器１２側の端部に投入口１４を開閉する蓋体１４０が装着されている。排気口１５は、外側容器１２の外側から空間１３を貫通して内側容器１１と連通するように設けられたものであり、開閉弁１５０を介して凝縮器１Ａと連通されている。排出口１６は、外側容器１２の外側から空間１３を貫通して内側容器１１と連通するように設けられたものであり、開閉弁１６０により開閉されるようになっている。
【００２１】
攪拌部２０は、内側容器１１の軸線方向に沿って軸支された回転軸２１の外側に径方向に沿って複数の攪拌羽根２２を突設したものであり、容器１０外に設置されたモータ２３の動力による回転軸２１の回転により、攪拌羽根２２が有機廃棄物を攪拌するようになっている。
【００２２】
尚、攪拌部２０の形態は、例示した形態に限られず、有機廃棄物を攪拌できる形態であればよい。例えば、攪拌羽根２２をスクリュー状にした場合には、有機廃棄物が攪拌されながら内側容器１１を軸方向に移動するため、より効果的に攪拌を行うことができる（図示せず）。このスクリュー状の攪拌羽根２２を備えた攪拌部２０である場合、回転方向を正逆切り替えることによって、有機廃棄物を内側容器１１の軸方向一方側に集中させてしまうことを防止することができる。
【００２３】
水蒸気供給部３０は、給水タンク１Ｇからの水を加熱して飽和水蒸気を作るボイラ３１と、ボイラ３１で作られた飽和水蒸気を内側容器１１内に高温・高圧で供給するスチームヘッダ３２とを備えている。スチームヘッダ３２と内側容器１１間は配管されており、この配管道中に開閉弁３３が設けられている。スチームヘッダ３２から内側容器１１内に供給される飽和水蒸気は、例えば、温度が約２３０℃以上、圧力が約３０ＭＰａ以上であり、この高温・高圧の飽和水蒸気で内側容器１１内を加熱しながら、攪拌部２０による攪拌を行うことで、内側容器１１内の有機廃棄物を加水分解及び熱分解するようになっている。
【００２４】
尚、給水タンク１Ｇには、逆浸透膜装置１Ｆからの液体（水）が戻るようになっており、この液体をボイラ３１で再び加熱するようになっている。また、逆浸透膜装置１Ｆからの液体は、工場等で用いられる水としても利用することができる。
【００２５】
内側容器１１内の圧力は、安全性と効率性を考慮すると、５０ＭＰａを越えないようするとともに、約３０ＭＰａを保持することが好ましい。本実施形態では、前述の好ましい約３０ＭＰａの圧力を保持するために、排気口１５から水蒸気を排気して内側容器１１内の圧力を調整している。また、内側容器１１内の温度は、安全性と効率性を考慮すると、２００℃〜２３０℃の範囲で、ほぼ一定となるように制御することが好ましい。
【００２６】
スチームヘッダ３２と外側容器１２間には、空間１３に高温の飽和水蒸気を供給するために配管されており、この配管道中には、減圧弁３４と開閉弁３５が設けられている。ここで空間１３内に供給される飽和水蒸気の熱は、空間１３内において内側容器１１を加熱するためのものである。この内側容器１１の加熱により、例えば、内側容器１１内の温度を、前述したほぼ一定の好ましい温度に保持する制御ができるとともに、前述の高温・高圧の飽和水蒸気を内側容器１１内に供給しながら、内側容器１１を外側から加熱することで、供給される飽和水蒸気による内側容器１１内の加熱を迅速に行うことができる。
【００２７】
空間１３に供給される飽和水蒸気は、内側容器１１内の温度を、前述した好ましい温度に保持する制御の確実性及び内側容器１１の加熱の効率性を考慮すると、例えば、温度が約１６０℃、圧力が約１０ＭＰａであることが好ましい。
【００２８】
また、この空間１３により、内側容器１１の周りに空気層ができるため、内側容器１１の保温効果を高めることができる。
【００２９】
減圧弁３４は、スチームヘッダ３２から空間１３に供給される飽和水蒸気の圧力を減圧することにより、この飽和水蒸気を空間１３に供給するのに前述の好ましい温度と圧力にするものである。この減圧弁３４によって、一つのスチームヘッダ３２で、異なる圧力の内側容器１１用（加水分解用）の飽和水蒸気と空間１３用（内側容器１１内の温度制御用）の飽和水蒸気を発生させることができる。
【００３０】
空気供給部４０は、高温の乾いた空気を内側容器１１に供給することで、有機廃棄物を乾燥させるようにしたものである。この空気供給部４０は、外気を吸気して吸気した外気を噴射する空気噴出部４１と、空気噴出部４１と配管により連通され、この空気噴出部４１から噴出された空気を加熱するとともに、この加熱により空気を除湿する空気加熱部４２とを備えている。
【００３１】
空気噴出部４１は、吸入する空気の湿度を低減する除湿機能を有するものが好ましく、このような空気噴出部４１であれば、空気加熱部４２の加熱による空気の除湿効率を高めることができる。
【００３２】
空気加熱部４２は、スチームヘッダ３２からの飽和水蒸気の熱を利用して吸気した外気を加熱する熱交換器であり、外気を飽和水蒸気の熱により熱交換して加熱することで、高温で低湿度の空気を内側容器１１内に供給するようになっている。この空気加熱部４２における外気用通路（図示せず）と内側容器１１内とは、配管により連通されており、空気噴出部４１の噴出力を利用して加熱された乾いた空気を内側容器１１内に供給するようになっている。
【００３３】
空気加熱部４２における水蒸気用通路（図示せず）と減圧弁３４とは、配管により連通されており、スチームヘッダ３２からの飽和水蒸気を減圧して前述の水蒸気用通路に供給するようになっている。
【００３４】
空気加熱部４２は、有機廃棄物の分解処理後、高温・高圧の飽和水蒸気の供給を停止した後に、高温の乾いた空気を内側容器１１内に供給する。このとき、攪拌部２０を作動させ有機廃棄物全体に高温の乾いた空気を作用させることによって、有機廃棄物の乾燥を効率的に行うことができる。
【００３５】
内側容器１１内に供給する高温の乾いた空気は、約１２０℃前後の温度が好ましい。
【００３６】
尚、空気加熱部４２によって作られた高温の乾いた空気を、前述の飽和水蒸気に換えて空間１３に供給して、内側容器１１を外側から加熱するようにしてもよい（図示せず）。
【００３７】
分解処理装置１には、内側容器１１内の温度及び圧力を計測する計測部５０が備えられており、分解処理中の内側容器１１内の温度及び圧力を常に表示するようになっている。この計側部５０に表示される値に応じて、開閉弁１５０を開閉して内側容器１１内の温度及び圧力を一定に保つようにしている。開閉弁１５０の開閉は、手動により行うようにしてもよいし、あらかじめ設定された値以上又は値以下の温度及び圧力を計側部５０が計測したときに、自動的に開閉されるように制御してもよい。
【００３８】
このような分解処理装置１によると、有機廃棄物の分解処理後に、高温の乾燥した空気により乾燥処理を行うことができるので、効率的に含水率が低い炭化した有機廃棄物にすることができる。
【００３９】
次に、このような処理装置１による有機廃棄物の分解処理方法を説明する。
【００４０】
〔第１工程：投入工程〕
処理装置１に有機廃棄物を投入し、処理装置１を密閉する。この有機廃棄物の投入には、投入装置（図示せず）を用いて投入してもよいし、手作業によって投入してもよい。
【００４１】
〔第２工程：分解処理工程〕
内側容器１１内に飽和水蒸気を供給するとともに、攪拌部２０を回転させて、内側容器１１内の有機廃棄物を加水分解及び熱分解して炭化する。このとき、空間１３内に高温の飽和水蒸気を供給して内側容器１１を外側から加熱することによって、内側容器１１内の温度上昇効率を高めたり、内側容器１１内の保温を行ったりする。この工程では、内側容器１１内の温度を２００℃〜２３０℃、圧力を約３０ＭＰａに保持して分解処理を行うとよい。また、空間１３内の温度を約１６０℃、圧力を約１０ＭＰａに保持して分解処理を行うとよい。また、この工程で排気される水蒸気は、凝縮器１Ａに入れられて液化される。
【００４２】
〔第３工程：乾燥処理工程〕
有機廃棄物の分解処理後、飽和水蒸気の供給を停止するとともに、加熱された乾燥空気を内側容器１１内に供給して分解された有機廃棄物を乾燥する。このとき、攪拌部２０の回転及び空間１３への飽和水蒸気の供給を継続し、分解された有機廃棄物を攪拌するとともに、内側容器１１内を保温することで乾燥効率を高める。この工程では、約１２０℃前後の温度の乾燥した空気を供給するのが好ましい。また、この工程で有機廃棄物から発生する水蒸気は、排気され凝縮器１Ａに入れられて液化される。
【００４３】
〔第４工程：排出工程〕
乾燥後、開閉弁１６０を開けて、炭化処理された有機廃棄物を排出口１６から排出する。
【００４４】
このような分解処理方法によると、有機廃棄物の分解処理工程後に有機廃棄物の乾燥処理工程を行うようにしているので、効率的に含水率が低い炭化した有機廃棄物にすることができる。
【００４５】
次に、本発明の処理装置１及び分解処理方法（以下、実施例という）と、現行の処理装置及び分解処理方法（以下、現行例という）の分解処理能力の比較例を図２に基づいて説明する。
【００４６】
本比較例では、有機廃棄物として医療系廃棄物を用いた。この医療系廃棄物は、使用済みのガーゼ、脱脂綿、包帯、シーツ、おむつ等であり、病原菌、ウィルス、細菌、雑菌等が付着している可能性が高いものである。
【００４７】
本比較例では、含水率が８０％WBの有機廃棄物を８１０ｋｇ／１バッチの量で炭化処理したときに、炭化後の有機廃棄物の含水率が３０％WBになるまでの時間を測定し、この測定結果を比較した。ただし、本測定では、有機廃棄物を処理装置に投入する時間及び処理装置から排出する時間は含まない。
【００４８】
現行例の処理装置は、一重構造の容器の外側に、容器内を加熱するための加熱装置（本発明でいう空間１３と同目的のもの）を備え、本発明の水蒸気供給部３０と同構成の水蒸気供給部を備えたものである（図示せず）。実施例の処理装置１では、有機廃棄物の分解処理後に空気供給部４０により、１２０℃の乾燥した空気を供給した。また、図２において容器加熱温度とは、現行例の場合、容器の外側を加熱装置により加熱する温度であり、実施例の場合、空間１３に供給した飽和水蒸気により内側容器１１を加熱する温度である。
【００４９】
本比較例では、図２に示す条件により、有機廃棄物の分解・炭化処理を行った。その結果、実施例では、１３５分で３０％WBまで至った。実施例に対して現行例では、３０％WBに至るまでに２４０分を要した。
【００５０】
すなわち、本実施例によると、現行例よりも処理時間を１００分以上短縮することができる。したがって、本実施例の処理装置１及び分解処理方法は、有機廃棄物の分解処理を効率的に行うことができる。
【００５１】
本発明の処理装置１及び分解処理方法では、有機廃棄物を分解して炭化するものであり、金属等の無機物は分解されない。例えば、実施例のような医療系廃棄物に、注射針等の金属製の医療器具が混入されている場合、このような医療器具が分解されず、そのまま残ることになる。そのため、そのまま残った医療器具と分解され炭化された有機廃棄物との分別を容易に行うことができる。
【００５２】
また、例えば、パーソナルコンピュータや携帯電話等のように、部品にレアメタルを使用しているものを分解処理する場合には、このレアメタルがそのまま残った状態で、プラスチックや合成樹脂等が分解され炭化することになる。すなわち、本発明の処理装置１及び分解処理方法は、レアメタルを効率的に回収するための装置としても使用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１：有機廃棄物処理装置
１０：容器
２０：攪拌部
３０：水蒸気供給部
４０：空気供給部
１１：内側容器
１２：外側容器
１３：空間
【図１】
2011115723.tif 000003
【図２】
2011115723.tif 000004