(57)【要約】【課題】屑肉や肉骨粉を始めとする有機質固形廃棄物の処理において、異常プリオン等の病原体を確実に熱分解して完全に失活でき、簡素な装置構成により、大量の化石燃料を用いることなく低コストで高能率の処理を行え、処理生成物が安全で有用な再生資源となる処理方法を提供する。【解決手段】内底部に複数の空気導入孔３６…を有する略密閉式の炉本体１内に、下部に炉内空間１０に連通する排気導入口５１…を備えて上部が炉外への排気路５２に繋がる加熱排気筒５０が配置した自燃式炭化炉１を用い、炉本体２０内に乾燥処理した屑肉Ｍを助燃用木質チップＴと共に装填し、炉本体２０の底部から着火し、以降は加熱排気筒５０の赤熱を伴って屑肉Ｍ及び助燃用木質チップＴを酸素不足状態で自発燃焼させ、熱分解して炭化する。【選択図】                図５
2004324961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内底部に複数の空気導入孔を有する略密閉式の炉本体内に、下部に炉内空間に連通する排気導入口を備えて上部が炉外への排気路に繋がる加熱排気筒が配置した自燃式炭化炉を用い、この炭化炉の炉本体内に乾燥処理した有機質固形廃棄物を助燃用木質チップと共に装填し、炉本体の底部から着火し、以降は加熱排気筒内を通る燃焼排ガスの熱気による当該加熱排気筒の赤熱を伴って前記有機質固形廃棄物及び助燃用木質チップを酸素不足状態で自発燃焼させることにより、該有機質固形廃棄物を助燃用木質チップと共に熱分解して炭化することを特徴とする有機質固形廃棄物の処理方法。
【請求項２】
前記炭化炉の加熱排気筒から排出される燃焼排ガスをガス再燃焼炉内に導いて再燃焼させることを特徴とする請求項１記載の有機質固形廃棄物の処理方法。
【請求項３】
前記ガス再燃焼炉から排出される高温排ガスとの熱交換によって導入外気を昇温させ、得られる加熱空気を冷却して含有水分の結露によって除湿乾燥し、この乾燥空気によって前記有機質固形廃棄物の乾燥処理を行う請求項２記載の有機質固形廃棄物の処理方法。
【請求項４】
前記炭化炉における炉本体内への空気導入量の調整により、炉内温度が３００℃以上で５時間以上継続すると共に９００℃以上となる過程を経るように設定する請求項１〜３のいずれかに記載の有機質固形廃棄物の処理方法。
【請求項５】
前記有機質固形廃棄物が家畜の体組織を主体とするものである請求項１〜４のいずれかに記載の有機質固形廃棄物の処理方法。
【請求項６】
前記有機質固形廃棄物が家畜排泄物の造粒物であり、その造粒前の家畜排泄物を前記ガス再燃焼炉からの高温排ガスによって熱風乾燥する前処理を行う請求項２〜４のいずれかに記載の有機質固形廃棄物の処理方法。
【請求項７】
前記有機質固形廃棄物が生ゴミであり、この生ゴミを前記助燃用木質チップとの混合状態で前記炭化炉の炉本体内へ装填する請求項１〜４のいずれかに記載の有機質固形廃棄物の処理方法。
【請求項８】
内底部に複数の空気導入孔を有する略密閉式の炉本体内に、下部に炉内空間に連通する排気導入口を備えて上部が炉外への排気路に繋がる加熱排気筒が配置し、底部側を着火部として装填された有機質固形廃棄物を助燃用木質チップと共に自発燃焼させて炭化する自燃式炭化炉と、該炭化炉の加熱排気筒から排出される燃焼排ガスを再燃焼させるガス再燃焼炉と、該ガス再燃焼炉から排出される高温排ガスと導入外気とを熱交換させる熱交換部と、該熱交換部より導出される加熱空気を水冷して結露による除湿を行う冷却装置と、前記炭化炉への装填前の有機質固形廃棄物を前記冷却装置にて除湿された乾燥空気によって乾燥させる除湿乾燥器とを備えてなる有機質固形廃棄物の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄処分される家畜の肉，骨，内臓，脳の如き体組織、これら体組織を原料とする肉骨粉、残飯のような生ゴミ類、家畜排泄物等の有機質固形廃棄物の処理方法及び処理装置に関する。
【０００２】
【従来技術とその課題】
近年、食の欧米化によって日本国内における食肉需要が拡大し、これに伴って肉製造過程で生じる骨、内蔵、脳神経を含む屑肉は、半乾燥粉末化された肉骨粉として飼料や肥料に利用されてきた。しかしながら、現在においては、伝達性海綿脳症（ＴＳＥ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｂｌｅ  Ｓｐｏｎｂｍｐｏｒｍ  Ｅｎｃｅｐｈａｌｏｐａｔｈｉｅｓ）という病気に属する、所謂狂牛病と称される牛海綿脳症（ＢＳＥ：Ｂｏｖｉｎｅ  Ｓｐｏｎｂｍｐｏｒｍ  Ｅｎｃｅｐｈａｌｏｐａｔｈｉｅｓ）  の発生により、日本国内では上記屑肉を肉骨粉として飼料や肥料に利用できないばかりか、その廃棄も容易ではなくなっている。
【０００３】
牛海綿脳症は、その名のとおりに牛の脳組織がスポンジ状に変化する遅発性且つ悪性の中枢神経系の病気であり、長期潜伏期間を経て発症し、神経過敏、攻撃性、沈鬱性等の精神的症状から、泌乳量の減少、体重の減少、異常姿勢、協調運動失調、麻痺、起立不能等の身体的症状が現れて死に至るものである。しかも、その病原体は、遺伝子ＤＮＡやＲＮＡを持たない異常プリオンと呼ばれる蛋白質であるため、他の感染症の細菌やウィルスのような病原体に対して確立されている感染防止や治療の手段が全く無効である上、感染牛肉に含まれる極微量を摂取するだけで、牛のみならず種を越えて羊、鹿、人間にも感染し、牛同様に脳組織のスポンジ状変化を伴って死に至る病になることが判明しているが、世界的に汚染が拡大している現状である。
【０００４】
ところが、このような異常プリオンは、通常の消毒、調理レベルの加熱、紫外線や放射線の照射等によっても活性が失われず、生物学的にも分解されにくく、土に埋めても長期間分解されずに残るという極めて厄介な物質であり、その病原性を喪失させるには３００℃以上での長時間の加熱が必要とされ、オートクレーブによる加圧下でも失活には３気圧で１３６℃以上の加熱を３０分以上継続する必要がある。このため、感染屑肉や肉骨粉の処理は極めて困難であり、既に製造されて使用禁止になった大量の肉骨粉の殆どが貯蔵されたままである上、食肉製造過程から継続的に大量発生する屑肉は、日本だけでも年間４０万トンにのぼるが、その処理が全く追いつかない状況に陥っている。
【０００５】
現在、屑肉や肉骨粉の処理方法として、厚生労働省及び農林水産省が認可しているのは、粉体の拡散を防止しながら屑肉や肉骨粉を高温燃焼させて焼却する方法である。また、数多な研究機関でも、異常プリオンを分解させる手段として、生物学的分解法、化学的分解法、高周波加熱法、接炎燃焼法等、種々の処理方法が検討されている。
【０００６】
しかしながら、前記の高温燃焼にて完全分解する方法では、完全分解に至るのに大量の化石燃料を消費する上、完全に高温燃焼させるための装置が高価になり、処理コストが非常に高く付くという難点がある。一方、生物学的分解法は、極めて大規模な分解槽を必要として設備コストが高く付くと共に、分解に長時間を要して処理能率が悪く、且つ分解菌の維持管理にも多大な手間がかかるという問題がある。また、化学的分解法は、苛性ソーダーによって異常プリオンのポリペプチド結合を切断したり、次亜塩素酸ナトリウムによる分解を行うものであるが、極めて多量の薬剤溶液が必要になり、しかも大量の廃液処理という新たな問題が派生する上、屑肉等の組織内部にまで薬剤が浸透せずに分解不完全になる恐れが多分にあり、確実な処理法とは言えない。
【０００７】
更に、高周波加熱法や接炎燃焼法では、６００℃で加熱処理しても異常プリオンの病原性が失われないという報告があり（非特許文献１）、有効性に疑問がある。すなわち、高周波加熱法の場合、被処理物中に含まれる水分子の酸素−水素結合の伸縮振動に高周波の振動数を共鳴させて発熱させるため、高周波が水を多く含む部位に集中して必然的に加熱の偏りを生じる上に水分の蒸発後には加熱作用が働かず、しかも加熱時間も短いことから、被処理物全体が設定温度まで上がらず、処理後に灰化したように見えても水分が気化蒸発しただけの蛋白質を含む組織が残るものと想定される。また、接炎燃焼法では、接炎部の組織が粉末状になって空気対流で舞い上がって不完全分解の要因になると共に、水分蒸発の気化熱によって被処理物の温度上昇が妨げられ、組織蛋白質の温度が接炎温度にまで達せずに未分解で残り易くなると考えられる。
【０００８】
【非特許文献１】
東京都衛生局生活環境部  食品保険課インターネット情報サービス『食品衛生の窓』…平成１３年度第１回食品技術講習会  講演要旨「プリオンとプリオン病について」（小野寺  節）
インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｋｅｎｋｏｕ．ｍｅｔｒｏ．ｔｏｋｙｏ．ｊｐ／ｓｈｏｋｕｈｉｎ／＞
【０００９】
一方、やはり食の欧米化に伴って都市近郊では畜産業が発展し、必然的に家畜排泄物の排出量も増大しているが、現状では根本的な処理は行われておらず、殆どが垂れ流しの状態か、汚染水の浄化を行う程度であるため、周辺土壌の汚染、河川への流入による水質汚濁や富栄養化、その河川水が流入する海湾の富栄養化による有害プランクトンの大量発生、畜舎自体の飼育環境の悪化、悪臭の拡散による周辺環境の悪化等、多くの問題が生起している。
【００１０】
また、増大の一途を辿る都市ゴミは分別回収による再生資源化も進展しつつあるが、生ゴミについては現状では専らゴミ処理場での焼却処理に頼っている。しかるに、水分含量の多い生ゴミは灰化燃焼させるのに大量の化石燃料を消費するため、これによる処理コストの増大が地方自治体の大きな負担になっている。なお、生ゴミの生物学的分解については、肥料化したり、発酵分解に伴うガスの燃料化や発電まで可能な段階にあり、家庭や事業所で使う小型の分解装置も実用化しているが、自治体等で収集した大量の生ゴミを処理するには大規模な生物分解槽が必要になり、膨大な設備費がかかる上、分解処理に長時間を要することになる。
【００１１】
本発明は、上述の情況に鑑み、前記の屑肉や肉骨粉を始めとする有機質固形廃棄物の処理方法として、該廃棄物に含まれる異常プリオン等の病原体を確実に熱分解して完全に失活でき、しかも簡素な装置構成により、大量の化石燃料を用いることなく低コストで高能率の処理を行える上、しかも処理生成物が安全で且つ非常に有用な再生資源となるという画期的な処理方法と、この処理方法に好ましく適用でき、且つ外界への有害物質の排出を確実に防止できると共に、熱エネルギーの高度な循環利用を行える処理装置とを提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る有機質固形廃棄物の処理方法は、図面の参照符号を付して示せば、内底部（内側底板２５ａ）に複数の空気導入孔３６…を有する略密閉式の炉本体１内に、下部に炉内空間１０に連通する排気導入口５１…を備えて上部が炉外への排気路（排気管部５２）に繋がる加熱排気筒５０が配置した自燃式炭化炉１を用い、この炭化炉１の炉本体２０内に乾燥処理した有機質固形廃棄物（屑肉Ｍ，家畜骨Ｂ，家畜糞Ｆ，生ゴミＧ）を助燃用木質チップＴと共に装填し、炉本体２０の底部から着火し、以降は加熱排気筒５０内を通る燃焼排ガスＧ１  の熱気による当該加熱排気筒５０の赤熱を伴って前記有機質固形廃棄物Ｍ，Ｂ，Ｆ、Ｇ及び助燃用木質チップＴを酸素不足状態で自発燃焼させることにより、該有機質固形廃棄物Ｍ，Ｂ，Ｆ、Ｇを助燃用木質チップＴと共に熱分解して炭化することを特徴としている。
【００１３】
また、請求項２の発明は、上記請求項１の有機質固形廃棄物の処理方法において、前記炭化炉１の加熱排気筒５０から排出される燃焼排ガスＧ１  をガス再燃焼炉２内に導いて再燃焼させることを特徴としている。そして、請求項３の発明は、この請求項２の有機質固形廃棄物の処理方法において、前記ガス再燃焼炉２から排出される高温排ガスＧ２  との熱交換によって導入外気Ａ０  を昇温させ、得られる加熱空気Ａ１  を冷却して含有水分の結露によって除湿乾燥し、この乾燥空気Ａ２  によって前記有機質固形廃棄物Ｍ，Ｂ，Ｆ、Ｇの乾燥処理を行うものとしている。
【００１４】
更に、請求項４の発明は、上記請求項１〜３のいずれかの有機質固形廃棄物の処理方法において、炉本体２０内への空気導入量の調整により、炉内温度が３００℃以上で５時間以上継続すると共に９００℃以上となる過程を経るように設定する構成としている。
【００１５】
請求項５の発明は、上記請求項１〜４のいずれかの処理方法において、前記有機質固形廃棄物が家畜の体組織を主体とするもの（屑肉Ｍ，家畜骨Ｂ）であるものとしている。また、請求項６の発明は、上記請求項２〜４のいずれかの処理方法において、前記有機質固形廃棄物が家畜排泄物（家畜糞Ｆ）の造粒物であり、その造粒前の家畜排泄物Ｆを前記ガス再燃焼炉２からの高温排ガスＧ２  によって熱風乾燥する前処理を行うものとしている。更に請求項７の発明は、上記請求項１〜４のいずれかの処理方法において、前記有機質固形廃棄物が生ゴミＧであり、この生ゴミＧを前記助燃用木質チップＴとの混合状態で前記炭化炉１の炉本体２０内へ装填するものとしている。
【００１６】
一方、請求項８の発明に係る有機質固形廃棄物の処理装置は、内底部（内側底板２５ａ）に複数の空気導入孔３６…を有する略密閉式の炉本体２０内に、下部に炉内空間１０に連通する排気導入口５１…を備えて上部が炉外への排気路（排気管部２）に繋がる加熱排気筒５０が配置し、底部を着火部（着火室２６）として装填された有機質固形廃棄物Ｍ，Ｂ，Ｆ、Ｇを助燃用木質チップＴと共に自発燃焼させて炭化する自燃式炭化炉１と、該炭化炉１の加熱排気筒５０から排出される燃焼排ガスＧ１  を再燃焼させるガス再燃焼炉２と、該ガス再燃焼炉２から排出される高温排ガスＧ２  と導入外気Ａ０  とを熱交換させる熱交換部（熱交換ジャケット２ｃ）と、該熱交換部２ｃより導出される加熱空気Ａ１  を水冷して結露による除湿を行う冷却装置３と、前記炭化炉１への装填前の有機質固形廃棄物Ｍ，Ｂ，Ｆ、Ｇを前記冷却装置３にて除湿された乾燥空気Ａ２  によって乾燥処理する除湿乾燥器４とを備えるものとしている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る有機質固形廃棄物の処理方法及び処理装置について、図面を参照して具体的に説明する。図１〜図４は第一〜第四実施形態の各々処理方法のフローチャート、図５〜８は該処理方法に使用する自然式炭化炉の構成例を示す。
【００１８】
図１のフローチャートは、本発明の処理方法を屑肉Ｍの処理に適用した第一実施形態を示し、図中の１は自然式炭化炉、２はガス再燃焼炉、３は冷却装置、４は除湿乾燥器、５は温水器、６ａ，６ｂは送気経路に介在するファンである。
【００１９】
この第一実施形態では、処理対象の屑肉Ｍは、まず除湿乾燥器４内である程度まで水分を除かれた上で、助燃用木質チップＴと共に自然式炭化炉１内に装填し、当該炭化炉１内で自発燃焼により炭化させる。しかして、自然式炭化炉１内での自発燃焼に伴って発生する燃焼排ガスＧ１  はファン６ａを介してガス再燃焼炉２内へ送られ、このガス再燃焼炉２内で除湿乾燥器４から送られてくる空気Ａ３  と合流し、ガスバーナー２ａを用いた再燃焼によって更に昇温して排煙筒２ｂへ排出されるが、該排煙筒２ｂを通過する際に外側に設けた熱交換ジャケット２ｃ内に導入される空気Ａ０  と熱交換し、ある程度降温した高温排ガスＧ２  となって温水器５へ送られ、この温水器５内で更に水と熱交換して冷却された上で、当該温水器５の出口に設けた排気口５ａより外部へ放出される。
【００２０】
また、熱交換ジャケット２ｃ内に導入された空気Ａ０  は、当該ジャケット２ｃ内の螺旋状に形成された通気路を通る過程で前記熱交換によって昇温し、加熱空気Ａ１  として冷却装置３へ送られ、該冷却装置３の結露室３ａ内でクーリングタワー３ｂを介して循環供給される冷却水と熱交換し、含有水分の結露によって除湿乾燥され、乾燥空気Ａ２  としてファン６ｂを介して除湿乾燥器４へ送られ、該乾燥器４内の屑肉Ｍを乾燥させる機能を果たす。そして、屑肉Ｍより移行した水分を含む空気Ａ３  は、除湿乾燥器４内よりガス再燃焼炉２へ送られ、前記のように炭化炉１からの燃焼排ガスＧ１  と合流して再燃焼される。
【００２１】
ここで、自燃式炭化炉１は、図７に示すように、有底縦円筒状に形成されて上端開口部を材料出入口２１とする炉本体２０と、この炉本体２０の材料出入口２１を封鎖する開閉蓋４０と、炉本体２０内の中心部に立設された金属製の加熱排気筒５０とから構成されている。
【００２２】
炉本体２０は、周壁部２０ａが内外金属板２２ａ，２２ｂ間に断熱材２３を装填した二重壁構造をなしており、その前面側には図６に示すように内外に透通する複数個の熱電対挿入孔２４…が上下方向に沿って所定間隔置きに設けられている。なお、これら熱電対挿入孔２４…は栓（図示省略）によって閉塞できるようになっている。また、炉本体２０の底部２０ｂには、金属製の上部底板２５ａと下部底板２５ｂとの間に着火室２６が構成され、この着火室２６から下方へ突出した短円筒状の中継室２６ａと、該中継室２６ａより前方へ延出する着火熱源導入筒２７とが設けられると共に、着火室２６の側方に開口する外気吸入口２８を有している。そして、図６に示すように、外気吸入口２８には一端側を外部に開放した外気吸入管２９が接続され、この外気吸入管２９の途中に流量制御弁３０が介在している。
【００２３】
しかして、図５及び図６に示すように、炉本体２０の左右両側には台形状の支持フレーム３２ａ，３２ｂが立設されており、両支持フレーム３２ａ，３２ｂの上端に設けた軸受３３ａ，３３ｂに、炉本体２０のやや下部寄り位置の左右両側に突設された枢軸３１ａ，３１ｂを枢支させることにより、両支持フレーム３２ａ，３２ｂに炉本体２０が図５の実線で示す直立姿勢と同仮想線で示す転倒姿勢とに転換可能に支持されている。なお、３４は軸受３３ｂ側のギヤボックス３５より突出する姿勢変換用ハンドルであり、その回転操作によって該ギヤボックス３５内のウォーム減速ギヤ機構（図示省略）を介して炉本体２０を起倒回動させるようになっている。
【００２４】
加熱排気筒５０は、炉本体２０内において、下端を上部底板２５ａ上に載置した状態で、閉鎖した上端が当該炉本体２０の材料出入口２１近傍に達する高さに設定され、下部の周囲に多数の孔からなる排気導入口５１を有すると共に、上端近傍から後方へ水平に延設された排気管部５２が炉本体２０の周壁部２０ａを貫通して後方外部へ突出している。しかして、排気管部５２の外部側にはレバー付き開閉弁５３が介装されると共に、その外端にはガス再燃焼炉２（図１参照）に繋がるフレキシブル配管５４がワンタッチクランプ継手５５を介して接続されている。
【００２５】
また、炉本体２０の上部底板２５ａには、図８に拡大して示すように、加熱排気筒５０の周囲に配置して当該加熱排気筒５０の位置ずれを防止する位置決め突片３６…と、当該加熱排気筒５０の中央部を除く領域に、相互に適当な間隔を置いて配置した多数の空気流入孔３７…が穿設されると共に、各空気流入孔３６の上側に閉塞防止用の山形カバー片３７ａが溶接にて固着されている。更に、図８のＡ−Ａ線方向の構造を矢印方向に取り出して示すように、着火熱源導入筒２７の入口２７ａ側には上下をガイド溝とするダンパー保持部２７ａが設けてあり、このダンパー保持部２７ａに連通孔３７ａ付きのダンパー３８が左右移動自在に嵌装されており、その連通孔３８ａが着火熱源導入筒２７の入口２７ｂに合致する開放状態から図の仮想線で示すようにダンパー３８を押し込むことにより、当該入口２７ｂを遮断できるようになっている。
【００２６】
開閉蓋４０は、炉本体２０とは別体として、金属製の表裏板４０ａ，４０ｂ間に断熱材４１を介装した円形厚板状に形成されている。しかして、炉本体２０の後方には左右一対の支柱４２ａ，４２ｂが立設されており、両支柱４２ａ，４２ｂの上部間にわたされた枢軸４３に左右一対の逆へ字形の取付けアーム４４，４４が中間部で固設され、両取付けアーム４４，４４の前端に開閉蓋４０が取り付けられると共に、両取付けアーム４４，４４の後端側に角柱状のバランスウエイト４５が固設されている。また、右側の支柱４２ｂの上端には枢軸４３の軸受部をなすギヤボックス４５が設けてあり、該ギヤボックス４５より突出する蓋開閉用ハンドル４６の回転操作により、該ギヤボックス４５内のウォーム減速ギヤ機構（図示省略）を介して枢軸４３が両取付けアーム４４，４４と一体に回動し、もって開閉蓋４０が図５の実線で示す閉鎖姿勢と同仮想線で示す開放姿勢とに転換するように構成されている。
【００２７】
しかして、炉本体２０の材料出入口２１の周縁には一定間隔置きに複数個のハンドル式クランプ具３９…が起倒回動自在に枢着される一方、開閉蓋４０の外周部には各クランプ具３９に対応する溝付き突片４６が突設されており、該開閉蓋４０を材料出入口２１に被せた状態で、各クランプ具３９の軸部３９ａを溝付き突片４６の溝部（図示省略）に係入し、ハンドル部３９ｂを回して締め付けることにより、該開閉蓋４０が材料出入口２１に圧着して密閉状態になるように設定されている。なお、図５〜図７では、図面の錯綜を避けるためにクランプ具３９の１個又は２個のみを図示している。
【００２８】
第一実施形態の屑肉Ｍの処理においては、既述のように除湿乾燥器４での乾燥処理を経た屑肉Ｍを助燃用木質チップＴと共に自然式炭化炉１の炉本体２０内に装填するが、この装填に際し、図７に示すように、最下部に木質チップＴの層を形成し、その上に屑肉Ｍを充填し、更に最上部に木質チップＴの層を形成するのがよい。これは、最下部に燃え易い木質チップＴの層が存在することによって着火から自発燃焼への過程がスムーズに進むことと、この最下部と最上部の木質チップＴの層が加熱初期段階の低温時に生じ易い屑肉成分の飛散を防ぐカバーとして機能することによる。
【００２９】
使用する助燃用木質チップＴとしては、木や竹の間伐材、剪定の切り枝、製材工程や加工工程から出る端材や残材、建築に伴う木屑、木や竹を使用した製品の廃棄物や家屋解体等で生じる廃材の如き様々な不要材、更にはナッツ類の殻のような堅果殻等を使用できる。また、木質チップＴの大きさや形態にも特に制約はなく、大きさが不揃いでも支障はないが、余りに大き過ぎては装填物層内での通気経路が不均等になり、逆にあまりに小さ過ぎては相互の間隙が小さくなり、共に熱気の下方から上方への伝播を阻害するため、最長部が１〜２０ｃｍ程度のもの、特に棒片状のものが推奨される。
【００３０】
屑肉Ｍと木質チップＴの使用比率は、特に制約はないが、一般的にはＭ：Ｔの重量比で１／１〜５／１程度であり、また着火から自発燃焼に至る過程を円滑に進める上で、炉内空間の最下層を構成する木質チップＴが屑肉Ｍに対して５〜３０容量％程度となる範囲に設定するのがよい。
【００３１】
かくして屑肉Ｍを助燃用木質チップＴと共に自然式炭化炉１内に装填後、図７に示すように、着火熱源導入筒２７の入口２７ａを開放し、ガスバーナー６０の火炎等の着火熱源を導入筒２７に導入する。これにより、着火熱源の燃焼ガスと熱せられた空気とが混合状態で中継室２６ａを経て着火室２６内に充満し、更に内側底板２５ａの空気導入孔３７…より炉内空間１０へ侵入し、もって最下部の木質チップＴ…が着火し、その自発燃焼による熱分解が開始される。しかして、着火熱源導入筒２７の入口２７ａは、最下部の木質チップＴ…が自発燃焼を始めた時点でダンパー３８によって閉鎖する。
【００３２】
上記自発燃焼の開始に伴い、発生する高温の燃焼ガスが木質チップＴ…間の隙間を通って上昇して熱気を下から上へ伝播させると共に、該燃焼ガスの一部は排気導入口５１…より加熱排気筒５０内に吸い込まれ、この吸い込まれる燃焼ガスの熱気と周囲の木質チップＴ…の自発燃焼による熱気とで当該排気筒５０の下部が内外両側から熱せられて赤熱する。そして更に自発燃焼が拡がるにしたがって、増加する燃焼ガスの熱気と蓄熱によって当排気筒５０の赤熱部分が次第に上方へ拡大してゆき、遂には加熱排気筒５０全体が赤熱状態になる。これにより、屑肉Ｍ…は、下方から上昇してくる熱気と、赤熱した加熱排気筒５０から周囲へ放射される熱気とで加熱され、堆積層の下部側と中央側の両方から熱分解し始め、更に自燃温度に達して自発燃焼し、この自発燃焼・熱分解の領域が拡がるに伴い、加熱排気筒５０が流入する燃焼ガスの増加によって更に高温化して周囲への熱放射を増し、その相乗効果で熱分解反応の進行と自発燃焼領域の拡大が速められ、やがて炉内空間１０全体が均一な高温状態になり、装填した屑肉Ｍ及び木質チップＴの全てが熱分解する。
【００３３】
この炭化処理においては、加熱排気筒５０からの燃焼排ガスＧ１  の排出に伴い、着火室２６内に外気吸入口２８より外気が吸入されるが、この外気吸入量を外気吸入管２９の途中に設けた流量制御弁３０にて制限することにより、炉内空間１０を酸素不足状態に維持する。これにより、屑肉Ｍ及び木質チップＴは、不完全燃焼によって炭素成分が殆ど燃焼しない状態で熱分解を継続し、もって最終的に内部まで完全に炭化することになる。一方、加熱排気筒５０から排出される燃焼排ガスＧ１  は、既述のようにガス再燃焼炉２に送って再燃焼させるから、ガス中に微量の有機物が付随していても完全に分解されることになる。
【００３４】
また、炭化炉１の炉内温度や該炭化炉１からの燃焼排ガスＧ１  の温度を温度センサー等で計測し、この計測温度に応じて流量制御弁３０の開閉及び開度調整を行うことにより、炉内温度を調整できる。しかして、この流量制御弁３０の開閉及び開度調整は、予め得た試験データに基づいて設定した処理温度条件を制御機構にインプットし、温度センサー等による計測温度に応じて自動制御するように構成すればよい。
【００３５】
この第一実施形態の屑肉Ｍの処理では、炭化炉１の炉内温度は、３００℃以上で５時間以上継続すると共に、９００℃以上となる過程を経るように設定するのがよい。すなわち、牛海綿脳症（ＢＳＥ）の病原体である異常プリオンは、３００℃以上の温度で徐々に変性あるいは分解する性質があり、長時間の加熱で病原性を失うと共に、７００〜９００℃の高熱では完全に熱分解されるから、屑肉Ｍ中に存在していても上記温度設定によって炭化処理後の炭化物中に残る可能性を完璧に排除できる。なお、処理対象の屑肉Ｍと助燃チップＴの性状や配合比率等により、流量制御弁３０を一定開度で放置した状態でも炉内温度履歴が上記条件を満足する場合も多々ある。
【００３６】
炭化炉１内での自発燃焼が終息すれば、クランプ具３９…を外し、図５の仮想線で示すように、開閉蓋４０を開放した上で、炭化炉１を前方へ倒し、内部の炭化処理物を掻き出して適当な容器や袋に収容する。
【００３７】
得られた炭化処理物は、元の木質チップＴ及び屑肉Ｍの形態を保ったままで完全に炭化している。そして、屑肉Ｍの炭化物は、骨由来の燐酸カルシウムを主成分とする形状を保った骨炭、肉由来の炭、骨髄骨梁由来の三次元炭素ウイスカーとで構成されている。また木質チップＴの炭化物は、炭素含有率が略１００％の木炭あるいは竹炭である。
【００３８】
なお、前記の骨炭は、極めて強靱な多孔性物質であり、元素分析及び蛍光Ｘ線分析によると、燐酸カルシウム成分を５０％程度、炭素を１０％程度含んでいる。また、屑肉Ｍの炭化物は、蛋白質微量分析の結果から、骨炭を含めて完全に熱分解されており、蛋白質を含有していないことが証明されている。
【００３９】
このような処理方法では、屑肉Ｍを木質チップＴと共に自発燃焼によって炭化させるため、処理開始時の着火熱源とガス再燃焼炉２の熱源として極少量の燃料を消費するだけであり、しかも完全に灰化燃焼させることなく炭素成分の殆どが残る形になる。従って、この処理方法によれば、従来における化石燃料を用いた屑肉の焼却処理に比較して、エネルギー消費が非常に少なくて済み、極めて低コストで処理を行える上、二酸化炭素の排出量も格段に低減されるから、環境への負荷が僅少であり、京都議定書で批准された二酸化炭素排出量規制にも見合うことになる。
【００４０】
また、炭化処理物は、その内部まで蛋白質を含めて有機物が全く存在しない状態に炭化しており、元の屑肉中に異常プリオンや他の病原体が存在していても完全に熱分解されて残留する懸念は皆無であるから、屑肉Ｍ由来の炭化物を木質チップＴ由来の木炭や竹炭と共に安全な炭材として、例えば土壌改良材、吸湿材、水質浄化材等の多用途に再利用することが可能である。特に、骨髄骨梁由来の三次元炭素ウイスカーは、三次元網目構造であって且つ三次元的な等方性電気伝導を示すという特異な炭素繊維であることが判明しており、元来は生体組織に基づく構造であることから在来の科学技術では合成不可能であるが、本処理方法の普及によって大量供給が可能になるため、電気化学分野等での今後の応用が期待される。
【００４１】
更に、第一実施形態の処理方法では、ガス再燃焼炉２から出る高温排ガスＧ２  の熱を利用して導入外気Ａ０  を加熱し、得られた加熱空気Ａ１  を冷却して除湿乾燥し、この乾燥空気Ａ２  にて炭化処理前の屑肉Ｍを乾燥処理することから、この乾燥処理のための熱源が不要となる上、炭化炉１へ装填する屑肉Ｍの水分含有量の減少により、炭化処理時の水の気化熱による温度低下作用が小さくなる上、屑肉Ｍ…が表面の乾燥によって互いに密着しにくくなり、屑肉Ｍ…相互間に熱気を通す間隙ができ易く、それだけ処理効率が向上して速やかに炭化が進む。また、前記導入外気Ａ０  との熱交換後の高温排ガスＧ２  を温水器５に通した上で外部へ放出することにより、その熱を更に温水製造にも使い、もって処理方法全体を通して熱エネルギーを極限に近く有効利用する形になっている。
【００４２】
一方、乾燥処理に利用した空気は屑肉Ｍから出た臭気を含むことになり、特に屑肉Ｍに腐敗を生じている場合には強烈な悪臭成分と共に腐敗菌や黴胞子等も混じる可能性があるが、除湿乾燥器４から出る空気Ａ３  をガス再燃焼炉２へ導入して炭化炉１からの燃焼排ガスＧ１  と一緒に再燃焼させるから、臭気や菌類も完全に分解され、温水器５を経て外部へ放出されるガスは無臭で有害成分も含まないものとなる。なお、ガス再燃焼炉２の炉内温度は、微量有機物を完全に熱分解する上で、８００〜１０００℃程度に設定するのがよい。
【００４３】
〔処理例〕
図１のフローチャートで示す装置構成において、図５〜図８に示す構造で容量３００Ｌの炭化炉１を使用し、骨付きの屑肉の処理を行った。この処理では、助燃用木質チップとして長さ１〜１０ｃｍ，幅１〜３ｃｍの竹間伐材チップを用い、まず屑肉Ｍの１００Ｋｇを除湿乾燥器４内に装填する一方、炭化炉１には竹間伐材チップのみを１００Ｋｇ装填し、その自発燃焼による昇温後の炉内温度を４５０℃前後に設定して竹炭の製造を行い、この時に稼働させたガス再燃焼炉２（炉内温度は約８００℃に固定）から出る高温排ガスＧ２  と導入外気Ａ０  との熱交換、冷却装置３での除湿乾燥にて得られる乾燥空気Ａ２  （温度７０〜８０℃，湿度１〜２％）を除湿乾燥器４へ送り、前記屑肉Ｍを乾燥処理した。
【００４４】
次に、前記炭化炉１の着火から１５時間後に生成した竹炭を取り出し、この炭化炉１内に、除湿乾燥器４から取り出した骨付き屑肉８５Ｋｇ（全量…乾燥減量１５Ｋｇ）と上記同様の竹間伐材チップ５０ｋｇとを、竹間伐材チップは全量を半分に分けて最下層と最上層を構成する形で装填し、炭化処理を行った。なお、この処理では積極的な炉内温度調整を行わずに流量調整弁３０を一定開度で放置し、熱電対挿入孔２４に熱電対を挿入して屑肉層上面位置における温度を継続して測定した。なお、ガス再燃焼炉２は炉内温度約８００℃で固定し、前記同様の熱交換、除湿乾燥にて得られる乾燥空気Ａ２  を除湿乾燥器４へ送って次の処理に用いる骨付き屑肉の乾燥に供した。
【００４５】
上記炭化処理の着火から１５時間後に炭化炉１の開閉蓋４０を開いたところ、自発燃焼は終息していた。そして、該炭化炉１を前方へ倒して炭化処理物を取り出したところ、屑肉及び竹間伐材チップは元の形状を保ったままで全て内部まで完全に炭化していた。しかして、処理中に測定した屑肉層上面位置の温度は、図９に示すように、着火後３０分程度で約９７５℃の最高温度に達したのち、着火後１時間程度で約５５０℃まで下がるが、以降は１０数時間にわたって３５０℃以上に保たれており、元の屑肉中に異常プリオンや他の病原体が含まれていても完全に分解されて病原性を喪失していることが明らかである。
【００４６】
取り出した炭化処理物より屑肉由来の炭化物を選別してＸ線マイクロアナライザー分析を行ったところ、検出元素はＣ，Ｆｅ，Ｃａ，Ｐ，Ｋであった。また、この炭化物における骨由来の表面平滑部と割った内部（肉部）について、走査電子顕微鏡写真（７５倍）を撮影したところ、表面平滑部は図１０（Ａ）、内部は同図（Ｂ）に示す状態であった。更に、この炭化物について、蛋白質微量分析を行ったところ、蛋白質は検出されなかった。
【００４７】
図２のフローチャートは、本発明の処理方法を家畜骨Ｂの処理に適用した第二実施形態を示す。図中の１は自然式炭化炉、２はガス再燃焼炉、３は冷却装置、４は除湿乾燥器、５は温水器、６ａ，６ｂは送気経路に介在するファンであり、これらは前記第一実施形態と共通であるが、除湿乾燥器４の上方にロール破砕機７が配置すると共に、該除湿乾燥器４には下部にベルトコンベヤ４ａが付設されている。また、炭化炉１は、前記第一実施形態において図５〜図８を用いて説明したものと同じである。
【００４８】
この第二実施形態では、処理対象の家畜骨Ｂは、まずロール破砕機７にて適度の大きさに破砕して下方の除湿乾燥器４内に投入し、この除湿乾燥器４内である程度まで水分を除いた上でベルトコンベヤ４ａを介して炭化炉１内へ投下する。このとき、助燃用木質チップＴも同時に炭化炉１内へ投入し、両者Ｂ，Ｔを当該炭化炉１内で自発燃焼により炭化させる。しかして、排ガス及び空気の流れは前記の第一実施形態と同様であり、炭化炉１からの燃焼排ガスＧ１  はガス再燃焼炉２内へ送られ、除湿乾燥器４から送られてくる空気Ａ３  と共に再燃焼されて排煙筒２ｂへ排出されるが、該排煙筒２ｂを通過する際に熱交換ジャケット２ｃ内に導入される空気Ａ０  と熱交換した上で高温排ガスＧ２  として温水器５へ送られ、水と熱交換して冷却された上で排気口５ａより外部へ放出される。また、熱交換ジャケット２ｃ内での熱交換によって昇温した加熱空気Ａ１  は、冷却装置３へ送られて含有水分の結露によって除湿乾燥され、乾燥空気Ａ２  として除湿乾燥器４へ送られ、該乾燥器４内の家畜骨Ｂの乾燥を担った上でガス再燃焼炉２へ送られて再燃焼される。
【００４９】
この家畜骨Ｂの処理では、炭化炉１の炉本体２０内への家畜骨Ｂ及び木質チップＴの装填に際し、着火から自発燃焼への過程をスムーズに進行させ、また加熱初期段階の成分飛散を防ぐために、前記第一実施形態と同様に最下部と最上部に木質チップＴのみの層を形成することが推奨されるが、家畜骨Ｂには付随する可燃成分が少ないため、中間部についても家畜骨Ｂと木質チップＴとが混ざった状態にすることが望ましい。また、助燃用木質チップＴには前記の第一実施形態と同様のものを使用できるが、家畜骨Ｂの可燃成分が少ないため、家畜骨Ｂと木質チップＴの使用比率は、Ｂ／Ｔの重量比で０．５／１〜２／１程度と、屑肉Ｍの場合よりも木質チップＴを多めすることが推奨される。
【００５０】
炭化処理自体は前記第一実施形態と同様であり、炭化炉１の着火熱源導入筒２７内にガスバーナー６０の火炎等の着火熱源を導入し、最下部の木質チップＴ…を着火させ、その自発燃焼が始まった時点で着火熱源導入筒２７の入口２７ａを閉鎖し、流量制御弁３０の調整によって炉内を適度の酸素不足状態に設定すればよい。しかして、自発燃焼に伴って発生する高温の燃焼ガスの熱気によって加熱排気筒５０が下部より次第に赤熱してゆき、家畜骨Ｂ及び木質チップＴは、下方から上昇してくる熱気と、赤熱した加熱排気筒５０から周囲へ放射される熱気とで加熱されて下部側と中央側の両側から熱分解し始め、更に自燃温度に達して自発燃焼し、やがて炉内空間１０全体が均一な高温状態になり、装填した家畜骨Ｂ及び木質チップＴの全てが内部まで完全に熱分解して炭化物となる。一方、加熱排気筒５０から排出される燃焼排ガスＧ１  は、既述のようにガス再燃焼炉２に送って再燃焼させるから、ガス中に微量の有機物が付随していても完全に分解されることになる。
【００５１】
炭化炉１の炉内温度は、既述のように流量制御弁３０の開閉及び開度調整によって調整できるが、この第二実施形態の家畜骨Ｍの処理でも異常プリオンその他の病原体による病原性を完全に喪失させるために、前記第一実施形態と同様に、３００℃以上で５時間以上継続すると共に、９００℃以上となる過程を経るように設定することが望ましい。
【００５２】
しかして、自発燃焼が終息して炭化炉１から取り出される炭化処理物は、元の家畜骨Ｂ及び木質チップＴの形態を保ったままで完全に炭化している。そして、家畜骨Ｂの炭化物である骨炭は、極めて強靱な多孔性物質であり、既述の屑肉Ｂにおける骨部分と同様に、燐酸カルシウム成分を５０％程度、炭素を１０％程度含んでいるが、有機成分が完全に熱分解されており、蛋白質微量分析によって蛋白質を含有していことが証明されている。
【００５３】
図３のフローチャートは、本発明の処理方法を牛糞や馬糞等の家畜糞Ｆの処理に適用した第三実施形態を示す。図中の１は自然式炭化炉、２Ａ及び２Ｂはガス再燃焼炉、３は冷却装置、４は除湿乾燥器、５は温水器、６ａ，６ｂは送気経路に介在するファン、８は搬送リフト、９は一次熱風乾燥機、１１は定量供給機、１２は造粒機、１３はパドル式混合機である。しかして、炭化炉１は前記第一及び第二実施形態で用いたものと同じであり、この炭化炉１に隣接するガス再燃焼炉２Ａも前記第一及び第二実施形態におけるガス再燃焼炉２と同様であるが、これとは別にガス再燃焼炉２Ｂを備え、また除湿乾燥器４の下部にはスクリューコンベヤ４ｂが付設されている。
【００５４】
この第三実施形態では、処理対象の家畜糞Ｆは、まず搬送リフト８にて一次熱風乾燥機９に送り、この熱風乾燥機９内である程度まで水分を除いた上で定量供給機１１に投入し、該定量供給機１１より造粒機１２へ所定の送り速度で定量供給し、この造粒機１２より所要の大きさの粒状として押し出して除湿乾燥器４に収容する。そして、この除湿乾燥器４で所定時間保持して更に水分を除いた粒状の家畜糞Ｆは、スクリューコンベヤ４ｂを介してパドル式混合機１３内に投入し、同じく該混合機１３内に投入した助燃用木質チップＴと攪拌混合し、この混合物の状態で炭化炉１内に装填し、自発燃焼により炭化処理する。
【００５５】
炭化処理に伴って炭化炉１から発生する燃焼排ガスＧ１  は、ガス再燃焼炉２Ａ内へ送られ、ガスバーナー２ａを用いた再燃焼によって更に昇温して排煙筒２ｂへ排出されるが、該排煙筒２ｂを通過する際に外側の熱交換ジャケット２ｃ内に導入される空気Ａ０  と熱交換し、ある程度降温した高温排ガスＧ２  となって一次熱風乾燥機９内へ送られ、この乾燥機９内の家畜糞Ｆの熱風乾燥に供される。更に、この熱風乾燥を経て家畜糞Ｆから発生した悪臭及び水分を含むガスＧ３  は、除湿乾燥器４から送られて来る空気Ａ３  と合流してガス再燃焼炉２Ｂへ送られ、ガスバーナー２ａによる再燃焼を経て温水器５へ送られ、水との熱交換で冷却された上で、当該温水器５の出口に設けた排気口５ａより外部へ放出される。一方、熱交換ジャケット２ｃでの熱交換を経た加熱空気Ａ１  は、冷却装置３へ送られて除湿乾燥され、乾燥空気Ａ２  として除湿乾燥器４へ送られ、該乾燥器４内の粒状の家畜糞Ｆを乾燥させたのち、家畜糞Ｆより移行した水分を含む空気Ａ３  として前記のガスＧ４  に合流してガス再燃焼炉２Ｂへ送られる。
【００５６】
ところで、家畜糞Ｆの炭化処理においては、家畜糞Ｆが元の状態のままでは、水分を多量に含むことに加え、炭化炉１へ装填した際に全体が密着状態になるため、自発燃焼によって炭化させることは殆ど不可能である。しかるに、この処理方法では、家畜糞Ｆを造粒した上で乾燥処理し、更に木質チップＴと混合した状態で炭化炉１内に装填するから、粒状の家畜糞Ｆ…の相互間ならびに家畜糞Ｆ…と木質チップＴ…との間に熱気を通す間隙が確保されると共に、家畜糞Ｆ自体の水分減少と燃え易い木質チップＴの混在により、効率よく自発燃焼を進行させて炭化することが可能となる。また、この処理方法では、元の家畜糞Ｆを一次熱風乾燥機９においてガス再燃焼炉２Ａからの高温排ガスＧ２  よって予め熱風乾燥させることにより、造粒機１２での造粒を容易にしている。
【００５７】
なお、この第三実施形態の炭化処理においても、着火から自発燃焼への過程をスムーズに進行させる上で、前記粒状の家畜糞Ｆと助燃用木質チップＴとの混合物とは別に、同様の木質チップＴを用いて最下部に当該木質チップＴのみの層を形成し、その上に前記混合物を装填することが推奨される。しかして、家畜糞Ｆと木質チップＴの使用比率は、一般的にＦ／Ｔの重量比で１／１〜５／１程度とすればよい。
【００５８】
炭化炉１の炉内温度は、家畜糞Ｆでは前記屑肉Ｍや家畜骨Ｂのような異常プリオンの問題がないため、３００℃以上で５時間以上継続すればよいが、必要とあらば９００℃以上となる過程を経るように設定してもよい。また、ガス再燃焼炉２Ａ，２Ｂの炉内温度は８００〜１０００℃程度に設定すればよい。
【００５９】
この第三実施形態の処理方法では、自発燃焼が終息して炭化炉１から取り出される炭化処理物は、木質チップＴが炭化した木炭あるいは竹炭と、粒状の家畜糞Ｆが炭化した炭粒とからなるが、共に内部まで完全に熱分解していて有機物を全く含まず且つ無臭であるため、土壌改良材等として有効利用できる。また、炭化炉１での自発燃焼による熱と再燃焼炉２Ａでの再燃焼による熱を利用して該家畜糞Ｆの一次熱風乾燥と造粒後の乾燥とを行うことから、消費燃料は炭化炉１の着火熱源とガス再燃焼炉２Ａ，２Ｂの熱源としての極少量で済み、もって家畜糞Ｆを極めて低コストで効率よく浄化できる。しかも、一次熱風乾燥機９から出るガスＧ３  と除湿乾燥器４から出る空気Ａ３  には家畜糞Ｆの強烈な悪臭が含まれるが、その悪臭成分は再燃焼炉２Ｂでの再燃焼によって熱分解されるため、最終的に温水器５の排気口５ａより外部へ放出されるガスも無臭化し、周辺へ悪臭が放散する懸念もない。従って、この処理方法は、家畜排泄物の根本的な処理手段として充分にコスト的に見合う上、処理施設及び周辺環境を衛生的に保持できる。
【００６０】
図４のフローチャートは、本発明の処理方法を生ゴミの処理に適用した第四実施形態を示す。図中の１は自然式炭化炉、２はガス再燃焼炉、３は冷却装置、４は下部にベルトコンベヤ４ａを付設した除湿乾燥器、５は温水器、６ａ，６ｂは送気経路に介在するファン、１３はパドル式混合機である。しかして、炭化炉１は前記第一〜第三実施形態で用いたものと同じである。
【００６１】
この第四実施形態では、処理対象の生ゴミＧは、まずパドル式混合機によって助燃用木質チップＴと攪拌混合し、この混合物の状態で除湿乾燥器４に投入し、該乾燥器４内である程度まで水分を除いた上でベルトコンベヤ４ａを介して炭化炉１内へ装填し、自発燃焼により炭化処理する。この炭化炉１からの燃焼排ガスＧ１  はガス再燃焼炉２内へ送られ、再燃焼されて排煙筒２ｂへ排出されるが、該排煙筒２ｂを通過する際に熱交換ジャケット２ｃ内に導入される空気Ａ０  と熱交換した上で高温排ガスＧ２  として温水器５へ送られ、水と熱交換して冷却された上で排気口５ａより外部へ放出される。また、熱交換ジャケット２ｃ内での熱交換によって昇温した加熱空気Ａ１  は、冷却装置３へ送られて含有水分の結露によって除湿乾燥され、乾燥空気Ａ２  として除湿乾燥器４へ送られ、生ゴミＧと木質チップＴとの混合物の乾燥を担った上で、該混合物から移行した水分を含む空気Ａ３  となって乾燥器４から出るが、その一部が外部へ放出されると共に、残りは新たに導入される空気Ａ０  に合流して熱交換ジャケット２ｃ内へ還流される。
【００６２】
この第四実施形態では、処理対象の生ゴミＧに多量の水分が含まれるが、炭化炉１には燃え易い木質チップＴと予め混合状態として、且つ除湿乾燥器４にてある程度まで水分を除去した上で炭化炉１内に装填するから、効率よく自発燃焼を進行させて炭化することが可能である。しかして、この場合の炭化処理でも、着火から自発燃焼への過程をスムーズに進行させる上で、前記粒状の家畜糞Ｆと助燃用木質チップＴとの混合物とは別に、同様の木質チップＴを用いて最下部に当該木質チップＴのみの層を形成し、その上に前記混合物を装填することが推奨される。しかして、生ゴミＧと木質チップＴの使用比率は、一般的にＧ／Ｔの重量比で１／１〜５／１程度とすればよい。
【００６３】
炭化炉１の炉内温度は、家畜糞Ｆの場合と同様に３００℃以上で５時間以上継続すればよいが、必要とあらば９００℃以上となる過程を経るように設定してもよい。特に、生ゴミＧ中に塩化ビフィルム等の塩素含有成分が混入している可能性がある場合は、ダイオキシン類の生成を防止する上で、炉内温度が９００℃に達する過程を経るように設定することが望ましい。また、ガス再燃焼炉２の炉内温度についても、一般的には６００〜１０００℃程度でよいが、前記のように生ゴミＧ中に塩素含有成分が混入している可能性がある場合は、ダイオキシン類の確実に分解させるために９００℃以上に設定するのがよい。
【００６４】
この第四実施形態の炭化処理において、自発燃焼が終息して炭化炉１から取り出される炭化処理物は、木質チップＴが炭化した木炭あるいは竹炭と、生ゴミＧの形態を残す炭とからなるが、共に内部まで完全に熱分解していて有機物を全く含まず且つ無臭であるため、土壌改良材、吸湿材、水質浄化材等の多用途に再利用することが可能である。しかして、この処理方法では、生ゴミＧを自発燃焼によって炭素成分が殆ど残る形で炭化させ、しかも炭化炉１での自発燃焼による熱と再燃焼炉２での再燃焼による熱を利用して予備乾燥を行うようにしているから、従来のゴミ焼却のように完全に灰化燃焼させるのに比較し、燃料消費が格段に少なくて済み、極めて低コストで処理を行える上、炭化炉１及びガス再燃焼炉２の炉内温度を９００℃以上といった高温に設定することも容易であるため、生ゴミＧ中に他の雑多な混入成分が存在する場合でも、排ガスに伴って有毒成分や環境ホルモン成分等が放散されるのを確実に防止できる。
【００６５】
なお、前述した第一〜第四実施形態では、排ガスを外部へ放出する前に温水器５に通して温水を製造するようにしているが、排ガスの熱は種々の材料の乾燥、保温、加熱等の温水製造以外の様々な熱エネルギーを使う用途に利用できる。また、処理対象とする有機質固形廃棄物としては、例示した屑肉Ｍ、家畜骨Ｂ、家畜糞Ｆ、生ゴミＧに限らず、プラスチック類や繊維材のような非生体組織に属するものも包含されるが、この処理方法及び処理装置は、特に動植物の生体組織や排泄物を主体とする固形廃棄物の処理に最適であり、例示はしなかったが家畜の体組織を原料とする肉骨粉の処理にも非常に有用である。なお、本発明でいう有機質固形廃棄物とは、助燃用木質チップとする木材や竹材のような本来の炭原料である木質材料を除くものである。
【００６６】
しかして、本発明の処理装置は、第一〜第四実施形態として例示したように、構成的に非常に簡素であるため、必要とする処理量に対応した小型化ならびに大型化が容易である上、設備コストも安くて済み、また処理対象とする有機質固形廃棄物の性状に応じ、乾燥処理から炭化処理に至る前の準備段階での粉砕、混合、熱風乾燥、造粒等の種々の適当な前処理手段を付加して処理効率や作業能率を向上できると共に、処理にて発生する熱を様々な形で有効利用できる。
【００６７】
しかして、炭化炉については、図５〜図８で例示した構造以外に種々設計変更可能である。すなわち、例示した起倒回動可能な枢支構造では処理後の炭化処理物の取り出しが容易になるが、例えば、固定式にして下部に炭化処理物の取出し口を設けたり、クレーン等で吊り上げて傾倒あるいは逆転させて炭化処理物を取り出すような構成としてもよい。また、炭化炉の炉本体内に配設する加熱排気筒は、複数本に設定してもよいし、その上端からの排気経路を二重筒状とした当該加熱排気筒の内管部で構成したり、上端から折り返して炉本体の底部側に向かう管路で構成することも可能である。更に、ガス再燃焼炉から排出される高温排ガスと導入外気との熱交換部は、当該高温排ガスの外部への放出に至る煙道の任意の位置に設ける得ると共に、煙道の略全長にわたって熱交換部を構成してもよい。
【００６８】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、屑肉や肉骨粉を始めとする有機質固形廃棄物の処理方法として、特定構造の自燃式炭化炉を用い、この炭化炉の炉本体内に乾燥処理した有機質固形廃棄物を助燃用木質チップと共に装填し、炉本体の底部から着火した以降は炉本体内に配設した加熱排気筒の赤熱を伴って酸素不足状態で自発燃焼させることにより、該有機質固形廃棄物を助燃用木質チップと共に熱分解して炭化するようにしているから、処理後の炭化処理物は内部まで完全に炭化して有機物を全く含まない状態となり、該廃棄物が家畜の体組織であって異常プリオン等の病原体を含有していても完全に熱分解して確実に無害化でき、また家畜排泄物や生ゴミのような汚物も完全に浄化でき、しかも簡素な装置構成により、大量の化石燃料を用いることなく極めて低コストで高能率の処理を行え、従来の灰化燃焼させる完全焼却のような大気中への大量の炭酸ガス放出を回避できる上、処理生成物が炭材として安全で且つ非常に有用な再生資源となるという画期的な処理方法が提供される。
【００６９】
請求項２の発明によれば、上記の有機質固形廃棄物の処理方法において、前記炭化炉の加熱排気筒から排出される燃焼排ガスをガス再燃焼炉内に導いて再燃焼させることから、該燃焼排ガスに微量有機物が付随していても再燃焼によって完全に熱分解でき、もって病原体成分、有毒成分、環境ホルモンのような有害成分、悪臭成分等が排ガスに伴って外部へ放出されるのを確実に阻止できる。
【００７０】
請求項３の発明によれば、上記の有機質固形廃棄物の処理方法において、前記ガス再燃焼炉から排出される高温排ガスとの熱交換によって導入外気を昇温させ、得られる加熱空気を冷却して含有水分の結露によって除湿乾燥し、この乾燥空気によって前記有機質固形廃棄物の乾燥処理を行うようにしているから、処理対象である廃棄物の水分減少によって炭化処理効率が向上することに加え、乾燥処理用としての各別な熱源を必要とせず、それだけエネルギー消費を少なくして処理コストを低減できる。
【００７１】
請求項４の発明によれば、上記の有機質固形廃棄物の処理方法において、前記炭化炉における炉本体内への空気導入量の調整により、炉内温度が３００℃以上で５時間以上継続すると共に９００℃以上となる過程を経るように設定することから、該廃棄物中に含まれる異常プリオン等の病原体を炭化処理過程で完全に熱分解して完璧に無害化できる。
【００７２】
請求項５の発明によれば、上記の有機質固形廃棄物の処理方法において、前記有機質固形廃棄物が家畜の体組織を主体とするものであり、病死や病気の疑いで処分された家畜の肉、骨、内臓等の体組織、使用禁止になって保管されている肉骨粉、更には食肉製造過程から継続的に大量発生する骨や内臓を含む屑肉等を、低コストで効率よく炭化処理して、且つ完全に無害化できる。
【００７３】
請求項６の発明によれば、上記の有機質固形廃棄物の処理方法において、前記有機質固形廃棄物が家畜排泄物の造粒物であり、その造粒前の家畜排泄物を前記ガス再燃焼炉からの高温排ガスによって熱風乾燥する前処理を行うことから、本来は性状的に炭化処理困難な処理対象であるにも関わらず、効率よく自発燃焼させて完全に熱分解し、もって無臭で衛生的に問題がない上に土壌改良材等としても有用な炭材に転化でき、しかも前処理の熱風乾燥にガス再燃焼炉からの高温排ガスを利用するから、処理全体のエネルギー効率が向上する。
【００７４】
請求項７の発明によれば、上記の有機質固形廃棄物の処理方法において、前記有機質固形廃棄物が生ゴミであり、この生ゴミを前記助燃用木質チップとの混合状態で前記炭化炉の炉本体内へ装填することから、非処理物が含有水分の多い生ゴミであるにも関わらず、効率よく自発燃焼を進行させて炭化することが可能であり、しかも従来のゴミ焼却のように完全に灰化燃焼させるのに比較し、燃料消費が格段に少なくて済み、極めて低コストで処理を行える。
【００７５】
請求項８の発明によれば、有機質固形廃棄物の処理装置として、上記の処理方法に好適に適用して低コストで能率よく処理を行える上、外界への有害物質の排出を確実に防止できると共に、熱エネルギーを高度に循環利用でき、しかも構成的に非常に簡素であるため、必要とする処理量に対応した小型化ならびに大型化が容易である上、設備コストも安くて済むものが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態に係る有機質固形廃棄物の処理方法を示すフローチャートである。
【図２】本発明の第二実施形態に係る有機質固形廃棄物の処理方法を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第三実施形態に係る有機質固形廃棄物の処理方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第四実施形態に係る有機質固形廃棄物の処理方法を示すフローチャートである。
【図５】本発明の処理方法及び処理装置に用いる炭化炉の側面図である。
【図６】同炭化炉の正面図である。
【図７】同炭化炉の縦断側面図である。
【図８】同炭化炉の下部の拡大縦断側面図である。
【図９】本発明の処理例における同炭化炉の炉内温度と処理時間との関係を示す相関図である。
【図１０】同処理例で処理対象とした屑肉の炭化物の走査顕微鏡写真図であり、（Ａ）は表面平滑部、（Ｂ）は割った内部を示す。
【符号の説明】
１          炭化炉
２          ガス再燃焼炉
２Ａ，２Ｂ  ガス再燃焼炉
２ａ        ガスバーナー
２ｂ        排気筒（熱交換部）
２ｃ        熱交換ジャケット（熱交換部）
３          冷却装置
３ａ        結露室
３ｂ        クーリングタワー
４          除湿乾燥器
５          温水器
５ａ        排気口
６ａ，６ｂ  ファン
７          ロール破砕機
８          搬送リフト
９          一次熱風乾燥機
１０        炉内空間
１１        定量供給機
１２        造粒機
１３        バドル式混合機
２０        炉本体
２５ａ      内側底板（内底部）
２６        着火室（着火部）
３６        空気導入孔
４０        開閉蓋
５０        加熱排気筒
５１        排気導入口
５２        排気管部（排気路）
Ａ０          導入空気
Ａ１          加熱空気
Ａ２          乾燥空気
Ａ３          除湿乾燥器から出た空気
Ｇ１          燃焼排ガス
Ｇ２          高温排ガス
Ｇ３          一次熱風乾燥機から出た排ガス
Ｍ          屑肉（家畜の体組織）
Ｂ          家畜骨（家畜の体組織）
Ｆ          家畜糞（排泄物）
Ｇ          生ゴミ
Ｔ          助燃用木質チップ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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