(57)【要約】【課題】廃棄物の全体にわたって、適切な温度で処理することができる廃棄物処理装置及び廃棄物処理方法を提供すること。【解決手段】加熱炉３と、前記加熱炉３内を加熱する加熱手段９−１〜９−４と、少なくともその一部が前記加熱炉３に収容され、廃棄物を保持する乾留容器５−１〜５−６と、を備えた廃棄物処理装置であって、前記加熱炉３内の気体を攪拌する攪拌手段９−１〜９−４を備えるとともに、前記乾留容器５−１〜５−６は上下方向に分割され、分割された前記乾留容器５−１〜５−６間には、前記加熱炉内の気体の流路３１が形成されていることを特徴とする廃棄物処理装置１。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱炉と、
前記加熱炉内を加熱する加熱手段と、
少なくともその一部が前記加熱炉に収容され、廃棄物を保持する乾留容器と、
を備えた廃棄物処理装置であって、
前記加熱炉内の気体を攪拌する攪拌手段を備えるとともに、
前記乾留容器は上下方向に分割され、分割された前記乾留容器間には、前記加熱炉内の気体の流路が形成されていることを特徴とする廃棄物処理装置。
【請求項２】
前記攪拌手段は、前記乾留容器よりも上方の位置と、前記乾留容器よりも下方の位置とから、前記加熱炉内に燃焼ガスを吹き込む手段である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】
前記乾留容器内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の廃棄物処理装置。
【請求項４】
前記廃棄物から生じた気体を、前記乾留容器の外部に排出する排出手段を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の廃棄物処理装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の廃棄物処理装置を用いて、医療廃棄物を処理する廃棄物処理方法であって、
前記乾留容器に前記医療廃棄物を入れ、
前記乾留容器内の温度を２００〜３５０℃に所定時間保持することを特徴とする廃棄物処理方法。
【請求項６】
前記医療廃棄物が、塩化ビニルを含むものであるとともに、
前記廃物処理装置は、請求項４記載のものであり、前記塩化ビニルが熱分解して生じる塩素ガスを、前記排出手段により前記乾留容器の外部に排出することを特徴とする請求項５記載の廃棄物処理方法。
【請求項７】
前記乾留容器を昇温する前に、前記乾留容器内の空気を不活性ガスで置換することを特徴とする請求項５又は６記載の廃棄物処理方法。
【請求項８】
前記乾留容器内の温度を２００〜３５０℃に保持した後、前記乾留容器を冷却する前、又は冷却中に、前記乾留容器内の気体を不活性ガスで置換することを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の廃棄物処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、病院等から排出される、塩化ビニル（塩ビ）製品を含む感染性医療廃棄物を滅菌し、且つ、塩ビ製品を熱分解して無害化する廃棄物処理装置及び廃棄物処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
病院等から排出される感染性医療廃棄物は、２５０℃〜３００℃で一定時間加熱し、滅菌する必要がある（特許文献１参照）。しかし、その感染性医療廃棄物には、塩ビ製品が混入していることが多い。塩ビは、上記温度に加熱されると、分解し、有害な塩素ガスを発生させる。
【０００３】
そこで、感染性医療廃棄物を直接、加熱炉内で処理するのではなく、加熱炉内に設けられた密閉容器である乾留容器に感染性医療廃棄物を入れて間接的に加熱し、乾留容器内で生じた塩素ガスは、配管を通して除去するという方法がとられている。
【特許文献１】特開平８−１８２７５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
大量の感染性医療廃棄物を一度に処理しようとすると、乾留容器を大きくする必要がある。しかし、乾留容器が大きくなると、その内部における温度勾配が大きくなってしまう。すなわち、乾留容器内の上方では温度が高く、下方では温度が低くなってしまう。この場合、乾留容器の上部において、適度な温度となるように加熱条件を制御すると、乾留容器の下部では、滅菌に必要な温度に達しなくなってしまう。逆に、乾留容器の下部において適度な温度となるように加熱条件を制御すると、乾留容器の上部では、温度が上がりすぎ、廃棄物に含まれる高融点の樹脂が溶け出してしまい、廃棄物のその後の処理が困難になってしまう。
【０００５】
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、廃棄物の全体にわたって、適切な温度で処理することができる廃棄物処理装置及び廃棄物処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）請求項１の発明は、
加熱炉と、前記加熱炉内を加熱する加熱手段と、少なくともその一部が前記加熱炉に収容され、廃棄物を保持する乾留容器と、を備えた廃棄物処理装置であって、前記加熱炉内の気体を攪拌する攪拌手段を備えるとともに、前記乾留容器は上下方向に分割され、分割された前記乾留容器間には、前記加熱炉内の気体の流路が形成されていることを特徴とする廃棄物処理装置を要旨とする。
【０００７】
本発明では、加熱炉内の気体を攪拌する攪拌手段を備えているので、加熱炉内の気体（例えば空気）はよく攪拌され、しかも、乾留容器は上下方向に分割されており、加熱炉内の気体はそれらの間を流れるから、乾留容器の上下方向における温度のばらつきは小さくなる。
【０００８】
よって、本発明の廃棄物処理装置によれば、乾留容器に収容された廃棄物の全体にわたって、適切な温度で処理することができる。
前記加熱手段としては、例えば、ガスバーナが挙げられ、より具体的には、ハイスピードバーナ、エクセスバーナ等がある。ハイスピードバーナは、燃焼ガスの速度が速く、加熱炉内の気体を攪拌する効果が高いので好ましい。
【０００９】
前記攪拌手段としては、例えば、燃焼ガスを加熱炉内に噴射するガスバーナが挙げられる。攪拌手段と加熱手段は、ともにガスバーナとすることができる。
前記気体の流路は、気体の流れを許容するものであれば特に限定されず、例えば、分割された乾留容器間の隙間とすることができる。
（２）請求項２の発明は、
前記攪拌手段は、前記乾留容器よりも上方の位置と、前記乾留容器よりも下方の位置とから、前記加熱炉内に燃焼ガスを吹き込む手段であることを特徴とする請求項１記載の廃棄物処理装置を要旨とする。
【００１０】
本発明の廃棄物処理装置は、上記の攪拌手段を備えることにより、加熱炉内の気体を攪拌することができる。燃焼ガスを吹き込む手段の配置としては、例えば、加熱炉内に、気体の循環を生じさせる配置が適している。具体的には、図５に示すように、燃焼ガスを吹き込む手段９−１、９−２を、加熱炉３における一方の壁３ａの上方に配置して左方に燃焼ガスを吹き出させるとともに、燃焼ガスを吹き込む手段９−３、９−４を、加熱炉３における反対側の壁３ｂの下方に配置し、燃焼ガスを右方に吹き出させる配置がある。
【００１１】
前記加熱炉内に燃焼ガスを吹き込む手段としては、例えば、ガスバーナが挙げられる。
（３）請求項３の発明は、
前記乾留容器内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の廃棄物処理装置を要旨とする。
【００１２】
本発明の廃棄物処理装置は、例えば、廃棄物を加熱する前に、不活性ガス供給手段により、乾留容器内に不活性ガスを導入し、乾留容器内を不活性ガス雰囲気とすることができる。この場合、加熱中に廃棄物から塩素ガス等が発生したとしても、塩素ガス等と空気との反応が生じない。
【００１３】
また、本発明の廃棄物処理装置は、例えば、廃棄物の加熱終了後、不活性ガス供給手段により、乾留容器内に不活性ガスを導入し、乾留容器内を不活性ガス雰囲気とすることができる。この場合、乾留容器内に残留する塩素ガス等の排出を促進することができるとともに、乾留容器の冷却時間を短縮することができる。
【００１４】
前記不活性ガスとしては、例えば、窒素、アルゴン、ヘリウム等が挙げられる。
（４）請求項４の発明は、
前記廃棄物から生じた気体を、前記乾留容器の外部に排出する排出手段を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の廃棄物処理装置を要旨とする。
【００１５】
本発明の廃棄物処理装置は、廃棄物から生じた気体（例えば塩素ガス）を、排出手段により乾留容器の外部に排出することができる。
前記排出手段としては、例えば、乾留容器の内部と、外部（廃棄物処理装置の外部）とを連通する配管、及び配管内における気体の流動を生じさせる構成（例えばファン等）が挙げられる。
（５）請求項５の発明は、
請求項１〜４のいずれかに記載の廃棄物処理装置を用いて、医療廃棄物を処理する廃棄物処理方法であって、前記乾留容器に前記医療廃棄物を入れ、前記乾留容器内の温度を２００〜３５０℃に所定時間保持することを特徴とする廃棄物処理方法を要旨とする。
【００１６】
本発明で用いる廃棄物処理装置は、乾留容器の上下方向における温度のばらつきが小さい。そのため、本発明の廃棄物処理方法は、乾留容器に収容された廃棄物の全体にわたって、適切な温度で処理することができる。すなわち、乾留容器の下方で充分温度が上がらなかったり、乾留容器の上方で温度が上がりすぎたりすることがない。
【００１７】
乾留容器内の温度は、２００〜３５０℃の範囲の中でも、２８０〜３２０℃の範囲が一層好ましい。
（６）請求項６の発明は、
前記医療廃棄物が、塩化ビニルを含むものであるとともに、前記廃物処理装置は、請求項４記載のものであり、前記塩化ビニルが熱分解して生じる塩素ガスを、前記排出手段により前記乾留容器の外部に排出することを特徴とする請求項５記載の廃棄物処理方法を要旨とする。
【００１８】
本発明によれば、医療性廃棄物に含まれる塩化ビニルに起因する塩素ガスを乾留容器の外に排出し、適切に処理することができる。
（７）請求項７の発明は、
前記乾留容器を昇温する前に、前記乾留容器内の空気を不活性ガスで置換することを特徴とする請求項５又は６記載の廃棄物処理方法を要旨とする。
【００１９】
本発明の廃棄物処理方法では、乾留容器を昇温する前に、乾留容器内の空気を不活性ガスで置換するので、例えば、加熱中に廃棄物から塩素ガスが発生したとしても、塩素ガスと空気との反応が生じない。
【００２０】
前記不活性ガスとしては、廃棄物から生じるガスと反応しないガスであればよく、例えば、窒素、アルゴン、ヘリウム等が挙げられる。
（８）請求項８の発明は、
前記乾留容器内の温度を２００〜３５０℃に保持した後、前記乾留容器を冷却する前、又は冷却中に、前記乾留容器内の気体を不活性ガスで置換することを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の廃棄物処理方法を要旨とする。
【００２１】
本発明の廃棄物処理方法では、乾留容器を冷却する前、又は冷却中に、乾留容器内の気体を不活性ガスで置換するので、乾留容器内に残留する、廃棄物由来のガス（例えば塩素ガス）の排出を促進することができるとともに、乾留容器の冷却時間を短縮することができる。
【００２２】
前記不活性ガスとしては、例えば、窒素、アルゴン、ヘリウム等が挙げられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
１．廃棄物処理装置１の構成
塩ビ製品を含む感染性医療廃棄物を処理することができる廃棄物処理装置１の構成を図１〜３に基づいて説明する。
【００２４】
廃棄物処理装置１は、加熱炉３、乾留容器５−１〜５−６、廃棄物用籠７、ガスバーナ９−１〜９−４、排気管１１、窒素導入管１３、及び熱風排出ダクト１５を備えている。
上記加熱炉３は、略直方体の形状を有しており、その正面側（図１における下側、図２おける手前側、図３における左側）の壁面に、長方形の開口部１７を６つ備えている。それら開口部１７は、正面側から見て、横２列、縦３列に配列されている（図２参照）。
【００２５】
前記乾留容器５−１〜５−６は、それぞれ、正面側が開口した箱状の本体部１９と、その開口部を密閉する蓋２１と、蓋２１の外側に取り付けられたアーム２３とから成る。乾留容器５−１〜５−６は、それぞれ、扉２１が正面側となる向きで、上記加熱炉３の開口部１７にはめ込まれている。その配置は、正面側から見て、乾留容器５−１が上段の左側、乾留容器５−２が上段の右側、乾留容器５−３が中段の左側、乾留容器５−４が中段の右側、乾留容器５−５が下段の左側、乾留容器５−６が下段の右側である。乾留容器５−１〜５−６の本体部１９のうちの大部分は加熱炉３の内部に収容され、本体部１９における正面側の端部が、開口部１７の端面と当接している。アーム２３は、加熱炉３から正面側に突出した突出部２５と、蝶番２７を介して回動可能に結合している。よって、蓋２１及びアーム２３は、図１に示すように、蝶番２７を軸として回動することで、乾留容器５−１〜５−６を開閉する。
【００２６】
上記廃棄物用籠７は、上方が開口した略長方形の籠である。廃棄物籠７は、乾留容器５−１〜５−６のそれぞれの中に、１つずつ収容されている。
上記ガスバーナ９−１〜９−４は、ハイスピードバーナである。ガスバーナ９−１及び９−２の取り付け位置は、加熱炉３の、正面側から見て右側の外壁３ａにおいて、乾留容器５−１〜５−６よりも上方の位置である。また、ガスバーナ９−３及び９−４の取り付け位置は、加熱炉３の、正面側から見て左側の外壁３ｂにおいて、乾留容器５−１〜５−６よりも下方の位置である。ガスバーナ９−１及び９−２は、正面側から見て、左方向に燃焼ガスを噴射する。また、ガスバーナ９−３及び９−４は、正面側から見て、右方向に燃焼ガスを噴射する。
【００２７】
上記排気管１１は、乾留容器５−１〜５−６のそれぞれの内部と、加熱炉３の外側とを連通する配管である。排気管１１には、図示しないファンが設けられており、そのファンの作用により、乾留容器５−１〜５−６内のガスを外部に排気することができる。
【００２８】
上記窒素導入管１３は、外部の窒素源（図示略）と、乾留容器５−１〜５−６のそれぞれの内部とを繋ぐ配管である。窒素導入管１３により、乾留容器５−１〜５−６内に窒素を導入することができる。
【００２９】
熱風排出ダクト１５は、加熱炉３の背面に設けられ、加熱炉３内の熱風を排出する作用を奏する。
なお、加熱室３内の上方、下方、及び乾留容器５−１〜５−６内にはそれぞれ、図示しない温度計が取り付けられている。
【００３０】
２．感染性医療廃棄物の処理方法
次に、廃棄物処理装置１を用いて、塩ビ製品を含む感染性医療廃棄物を処理する方法を説明する。
【００３１】
まず、乾留容器５−１〜５−６から廃棄物用籠７を一旦取り出し、これに感染性医療廃棄物を入れてから、再び、乾留容器５−１〜５−６内に戻した。この感染性医療廃棄物は、塩ビ製品、塩ビより融点が高い樹脂、段ボールを含むものである。
【００３２】
次に、乾留容器５−１〜５−６の蓋２１を閉じ、乾留容器５−１〜５−６を密閉状態としておき、排気管１１から乾留容器５−１〜５−６内の空気を排気するとともに、窒素導入管１３から乾留容器５−１〜５−６の内部に窒素ガスを導入することで、乾留容器５−１〜５−６内を窒素雰囲気とした。窒素置換が終了すると、窒素の供給は停止した。
【００３３】
次に、ガスバーナ９−１〜９−４を用いて加熱炉３内を４００℃程度に加熱した。すると、乾留容器５−１〜５−６内の温度は時間とともに上昇してゆき、加熱開始から３時間で２５０〜２８０℃程度となり、加熱開始から約６時間で３１０〜３３０℃となった。
【００３４】
上記加熱中は、排気管１１から乾留容器５−１〜５−６内の気体を排気した。乾留容器５−１〜５−６内の温度が２００〜３５０℃のとき、感染性医療廃棄物に含まれる塩ビは分解され、塩素ガスを発生させるが、その塩素ガスは排気管１１により外部に排出される。また、乾留容器５−１〜５−６内は、上述したとおり、窒素雰囲気としているので、塩素と空気とが反応することはない。
【００３５】
所定の加熱時間（例えば、乾留容器５−１〜５−６内の温度が２８０℃に達してから２時間以上）が経過すると、ガスバーナ９−１〜９−４による加熱を停止する。このとき、窒素導入管１３から乾留容器５−１〜５−６の内部に窒素ガスを導入する。なお、加熱炉３及び乾留容器５−１〜５−６内の温度推移を図４に示す。
【００３６】
加熱炉３内の温度が充分下がると、感染性医療廃棄物を乾留容器５−１〜５−６から取り出した。
３．効果
次に、廃棄物処理装置１、及びそれを用いた廃棄物処理方法が奏する効果を説明する。
【００３７】
(i)廃棄物処理装置１では、乾留容器が、６個の乾留容器５−１〜５−６に分割されており、特に、上下方向に分割されている。すなわち、上下方向について見たとき、乾留容器は、上段のもの（乾留容器５−１及び５−２）、中段のもの（乾留容器５−３及び５−４）、下段のもの（乾留容器５−５及び５−６）、に分割されており、それらの間には、加熱炉３内の空気の流路３１が形成されている（図２及び図３参照）。
【００３８】
そして、加熱炉３の内部では、ガスバーナ９−１〜９−４が吹き出す燃焼ガスにより、図５おいて矢印で示すような空気の循環が生じ、循環する空気の一部は、流路３１を流れる。その結果として、加熱炉３内の空気はよく攪拌され、しかも空気流は乾留容器５−１〜５−６の間を流れるから、乾留容器５−１〜５−６の上下方向における温度分布は小さくなる。このことは、図４に示す温度測定データにより裏付けられている。すなわち、滅菌処理を行う３００℃前後の温度域において、乾留容器５−１〜５−６の間での温度のばらつきは、僅か２０℃程度しかない。
【００３９】
(ii)廃棄物処理装置１は、加熱前に、排気管１１から乾留容器５−１〜５−６内の空気を排気するとともに、窒素導入管１３から乾留容器５−１〜５−６の内部に窒素ガスを導入することで、乾留容器５−１〜５−６内を窒素雰囲気とする。このため、加熱中に廃棄物から塩素ガスが発生したとしても、塩素ガスと空気との反応が生じない。
【００４０】
(iii)廃棄物処理装置１は、加熱終了後、窒素導入管１３から乾留容器５−１〜５−６の内部に窒素ガスを導入する。こうすることで、残留する塩素ガスの排出を促進するとともに、加熱炉３及び乾留容器５−１〜５−６の冷却時間を短縮することができる。
（比較例）
基本的には、上記の廃棄物処理装置１と同様の構成を有するが、図６に示すように、乾留容器１０５が分割されておらず、また、加熱炉１０３の下側にのみガスバーナ１０９−１、及び１０９−２を備えた廃棄物処理装置１０１を製造した。ここで、乾留容器１０５は、乾留容器５−１〜５−６を合わせた容積を有する。また、ガスバーナ１０９−１、及び１０９−２は、廃棄物処理装置１におけるガスバーナ９−３、９−４と同様のものであり、配置も同じである。
【００４１】
また、廃棄物処理装置１０１は、ガスバーナ１０９−１及び１０９−２の燃焼室、加熱炉１０３の内部、乾留容器１０５内における上方、及び下方の温度を測定する温度計（図示略）を備えている。
【００４２】
この廃棄物処理装置１０１を用い、上記「２．感染性医療廃棄物の処理方法」と同様にして、感染性医療廃棄物を処理した。このときの各部における温度推移を図７に示す。図７から明らかなとおり、乾留容器１０５内では、温度のばらつきが非常に大きく、乾留容器１０５の上方における温度が、滅菌に必要な温度である２８０℃に達したとき、下方における温度は１００℃にも達していない。この温度では、滅菌を行うことができない。また、乾留容器１０５の下方における温度が２８０℃に達したとき、上方における温度は７００℃近い温度になっている。この温度では、高融点の樹脂が溶けてしまい、廃棄物の処理が困難になってしまう。
【００４３】
尚、本発明は前記実施例になんら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】廃棄物処理装置１の構成を表す横断面図である。
【図２】廃棄物処理装置１の構成を表す、図１のＡ−Ａ断面における縦断面図である。
【図３】廃棄物処理装置１の構成を表す、図１のＢ−Ｂ断面における側断面図である。
【図４】廃棄物処理中における加熱炉３及び乾留容器５−１〜５−６の温度推移を表すグラフである。
【図５】加熱炉３の内部における空気の流れを表す説明図である。
【図６】廃棄物処理装置１０１の構成を表す説明図である。
【図７】廃棄物処理中における加熱炉１０３及び乾留容器１０５の温度推移を表すグラフである。
【符号の説明】
【００４５】
１、１０１・・・廃棄物処理装置
３、１０３・・・加熱炉
５―１〜５−６、１０５・・・乾留容器
７・・・廃棄物用籠
９−１〜９−４・・・ガスバーナ
１１・・・廃棄管
１３・・・窒素導入管
１５・・・熱風排出ダクト
１７・・・開口部
１９・・・本体部
２１・・・蓋
２３・・・アーム
２５・・・突出部
２７・・・蝶番
３１・・・流路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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