(57)【要約】【課題】農水系廃棄物は、全国年１８００万トンに達し、多量の水分を含み、かつ腐敗し易く、不衛生であり、捨て場に困っている。従来、これをコンポストとして、農学用土壌改良剤に用いているが、処理困難で最適の処理技術が今までに開発されていない。【解決手段】本発明では、これを農水系廃棄物に含まれる高熱エネルギーと廃棄セッコウ類を同時処理することにより、水硬性の大なる材料を低コストで製造することに成功した。具体的には、生ゴミ類などを一次発酵処理したが、そのままでは農業土壌堆肥には適さないコンポストと廃棄物として処理されているセッコウを、金属容器内に同時に併せて挿入し３００℃〜５００℃の温度（還元雰囲気）で加熱処理をしたセッコウ複合炭化物とその製造方法であり、加熱過程に於いてコンポストから分解放出される酢酸系の有機酸成分をセッコウに吸着反応させて、焼セッコウと炭化物が混合された材料を造り水を加えて粒状、又は板状の商品とし脱臭及び水処理に効果のある環境商品を提供する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機系廃棄物を一次発酵処理したコンポストに、必要により木質物及び／又は穀物殻を含む植物質物を加えたものに、セッコウ質物が添加されてあり、かつ３００℃以上７００℃以下の温度で、還元雰囲気中において加熱処理されていることを特徴とするセッコウ複合炭化物。
【請求項２】
耐熱容器の底部に、コンポストに、必要により、木質物及び／又は穀物殻を含む植物質物を混合した物を収容し、その上にセッコウ質物を入れ、二層状態として蓋をした後、加熱炉に入れ、前記耐熱容器の内部温度が３００℃以上７００℃以下の温度で、かつ還元雰囲気中で、２０分以上加熱することを特徴とするセッコウ複合炭化物の製造方法。
【請求項３】
前記セッコウ質物は、セッコウボード廃材，排煙脱硫セッコウ及び／又は金属銅製品の製造時に酸洗い液を中和して生成排出される水酸化銅を含むセッコウのうちより選ばれた１種以上を使用するものである請求項２に記載のセッコウ複合炭化物の製造方法。
【請求項４】
有機系廃棄物を一次発酵処理したコンポストに、必要により木質物及び／又は穀物殻を含む植物質物を加えたものに、セッコウ質物が添加されてあり、かつ３００℃以上７００℃以下の温度で、還元雰囲気中において加熱処理し、次いでこれを混合粉砕した粉末が加水されたことにより、粒状もしくは板状に成形されていることを特徴とするセッコウ複合炭化物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
我国においても、一般廃棄物として排出される「生ゴミ」類は年間１，８００万トンに達し、食品リサイクル法が制定され、その能率的処理は、国家的推進の重要テーマであるが、現在主流となっているのは発酵コンポストとして農業土壌用堆肥とする方向である。然しながら、これらは夫々異質の農水資源の不規則な混合物であり、調味料等も入っていて容易に完熱コンポストとならず、堆肥としての品質の管理も極めて困難であるという問題を抱えている。本発明はこれらコンポストを原料として、農業用のみでなく、炭化物として多目的な用途に高付加価値で利用される商品を提供する斬新な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
第１の従来技術は、有機系廃棄物を発酵コンポスト化した後これらを炭化処理する技術は例えば、特開２０００−１０７７３１（特願平１０−２８１２８０）として公開されている。この技術は、有機系廃棄物を発酵槽で発酵させてコンポスト化した後、炭化装置で炭化処理するに当たり、発酵工程で発生した臭気ガスを炭化処理工程で発生した乾溜ガスと混合して燃焼させる。而して、この手段によって、有機系廃棄物の処理において、コンポスト化と炭化と組み合わせて土壌改良効果を期待できる炭化物を製造すると共に、コンポスト化に伴う運転費を低減するというものである。
【０００３】
第２の従来技術は、有機系廃棄物をコンポスト化した後、その一部を炭化して炭化物としコンポストの水分調整剤として混合した土壌堆肥の製造方法も、特開平１０−２９８８５（特願平８−１８７９６６）として知られている。即ちこの技術は、有機性廃棄物を水分調整した後、コンポステイングしてコンポスト製品となすとともに、得られたコンポストの一部を炭化して炭化物製品となす。水分調整する際には、先に製造したコンポストと炭化物の少なくも一方を水分調整剤として適当量混合する。この方法によれば、炭化させるコンポストの量を増減することによって、最終製品としてのコンポスト製品の生産量を調節できるというものである。
【０００４】
第３の従来技術としては、本発明者等の未公開先願、特願２０００−６５９５４が存在する。即ち、廃棄物を含む、農水産系資源を、４００〜８００℃で炭化して炭材とし、これに銅、鉄、マンガン、亜鉛のうちより選ばれた１種以上の硫酸塩の水溶液を吸着させ、金属イオンを添着させて、乾燥し、粉砕した後、水溶性ポリピニールアルコール及び／又は焼きセッコウを結合剤として、粒状に成形し乾燥硬化させた炭化物及びその製造方法である。これは、捨て場に困っている農水産系廃棄物を高価なる炭素系吸着剤として再生させるリサイクル技術である。床下調湿剤として「くぼみ」を持ったパルプモールテドに吸湿性原料としてβ型シリカゲル、活性炭，珪藻土などをα型セッコウをバインダとして充填したプロック又はシート状の物も特開２０００−４３５６２７号公報に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
第１の従来技術は、発酵工程と炭化処理工程と、乾溜ガス工程と燃焼工程と工程が４つもあり、複雑過ぎ、設備費も高額となるという大きな欠点がある。その上、この技術はあくまでも、利用価値が、農業用の土壌改良効果というせまい範囲に止まるので、この高額な費用を、特許の実施によって回収できないという問題点がある。
【０００６】
第２の従来技術は、有機性廃棄物を水分調整した後、コンポスト化し、その一部を炭化して炭化物製品となすものであるが、先に製造したコンポストと炭化物の少なくも一方を水分調整剤として適当量混合するというものであるが、その効果は単に最終製品としてのコンポスト製品の生産量を調節できるに過ぎない。従って、この技術の効果も、農業用土壌改良という狭い範囲に止まり、特許の実施によって、かかる経費を１回収できないという問題点がある。
【０００７】
第３の従来技術は、農水系資源を４００〜８００℃で炭化して、金属数のイオンを添着させて結合剤を加え、粒状に成形して炭素系吸着を得る技術であるが、この工程中、含水率７０〜８０％の生ゴミの乾燥脱水の為に多量の熱エネルギーを必要とする。このすべてを市販の燃料で賄うことは、製品は高価であるとしても、原価も相当に高価となり、この技術の実施による利幅が少ないという問題点が依然として存在する。
【０００８】
本発明は、前記従来技術の諸欠点、諸問題点を殆ど除去することにより、廃棄物を含む農水系資源を更に高能率でリサイクルし低コストにより、高価な製品を生産することを可能とする格段に進歩的な新技術を創出提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するため、本発明は次の新規な手段によるものである。即ち、本発明の第１の特徴は、有機系廃棄物を一次発酵処理したコンポストに、必要により木質物及び／又は穀物殻を含む植物質物を加えたものに、セッコウ質物が添加されてあり、かつ３００℃以上７００℃以下の温度で、還元雰囲気中において加熱処理されているセッコウ複合炭化物であることである。
【００１０】
第２の特徴は、耐熱容器の底部に、コンポストに、必要により、木質物及び／又は穀物殻を含む植物質物を混合した物を収容し、その上にセッコウ質物を入れ、二層状態として蓋をした後、加熱炉に入れ、前記耐熱容器の内部温度が３００℃以上７００℃以下の温度で、かつ還元雰囲気中で、２０分以上加熱するセッコウ複合炭化物の製造方法であることである。
【００１１】
第３の特徴は、前記セッコウ質物が、セッコウボード廃材，排煙脱硫セッコウ及び／又は金属銅製品の製造時に酸洗い液を中和して生成排出される水酸化銅を含むセッコウのうちより選ばれた１種以上を使用するセッコウ複合炭化物の製造方法であることである。
【００１２】
第４の特徴は、有機系廃棄物を一次発酵処理したコンポストに、必要により木質物及び／又は穀物殻を含む植物質物を加えたものに、セッコウ質物が添加されてあり、かつ３００℃以上７００℃以下の温度で、還元雰囲気中において加熱処理し、次いでこれを混合粉砕した粉末が加水されたことにより、粒状もしくは板状に成形されているセッコウ複合炭化物であることである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（請求項−２）に示すように金属容器の底部にコンポストを必要により木質材料、穀物ガラを混合して挿入した上に二水セッコウを置いて還元状態で加熱するものである。また、必要によりコンポストに加える木質材料や穀物ガラは何れもリグニン質によって強固に結合された組織であると共にバイオミネラル成分としてカリウムイオンを多量に含有するものである。カリウムイオンは、ストークス半径が極めて小さいマイナスの水和イオンであり還元イオンとして知られる成分である。
セッコウの凝結硬化理論によれば、通常のβＣａＳＯ４１／２Ｈ２Ｏは急結性のものであるが、凝結遅延剤として有効なものは酒石酸アルカリ、クエン酸アルカリ、コハク酸アルカリなどの有機酸系のものである。本発明の加熱処理に於いては、資源の中に少量含まれている酢酸成分が、３００℃以上で無水状態となってセッコウと反応結合して従来例の無い新しいセッコウ化合物となることが推定される。木材乾燥及び炭化の過程に於ける木酢液の製造をモデルとして推察すると役３００℃を超えて炭水化物の分解が終わりリグニン質の分解が始まると油性のタール成分と共に酢酸を含む水蒸気の発生が起こることになる。
（請求項−３）に示すセッコウ資源は、セッコウボード廃材、排煙脱硫セッコウは多量の排出されているものであるが、金属銅製造をする際、硫酸を用いて酸洗いし廃液に消石灰を加えて中和したスラッジは現在廃棄物として処分されているが水酸銅が約２０％〜３０％入った二水セッコウである。本発明の商品の機能として脱臭機能を持った為の金属イオンとして利用するものである。
水酸化銅はＣｕＯ＋Ｈ２Ｏと加熱によって酸化第二銅に変わる物で無定形であり、多量の気体を吸着し特にアンモニアとは［Ｃｕ（ＮＨ３）４］のような醋塩を造る性質を持っている。また、容易に還元されるものであり２５０℃位で還元雰囲気では金属銅に或ると言われている。従って、酸化銅は強力な酸化剤であり殺菌作用も期待出来る成分として利用するがこれらの活性は熱処理温度や焼性雰囲気によって目的物性に対応することが必要である。
【００１４】
（実施例）
脱臭目的製品
資料作成、
１）例えば、金属容器に１０５℃で１時間乾燥したコンポスト４００　を底に入れ上部に１５０　の脱硫セッコウと５０　の水酸化銅入りセッコウを混合して挿入し４００℃１時間加熱して試料を造った。
２）これら試料を０．５ｍｍ以下に粉砕した粉末に水分２０％を加えて直径２ｍｍ〜５ｍｍの粒状とし１０５℃で２時間乾燥して物性測定用試料とした。
物性測定（水蒸気、アンモニア、硫化水素）
１）水蒸気吸脱着量は４０℃／４０％と４０℃／９０％を１日毎に測定
２）ガス吸着試験（ガス流動法）で３．５％程度のアンモニア、又は硫化水素で行った。
【００１５】
【表１】
【００１６】
物性評価
１）水蒸気の吸脱着は市販炭材より高い値を示した。
２）硫化水素、アンモニアガスの吸着量も市販炭材の数倍の値を示した。
特に木炭や竹炭等の市販炭材は測定開始後約３時間で飽和したが、本発明品は２４時間経過に於いても効果を持続し約３０時間で飽和した。
これらの特徴ある効果は本文に説明したようにアンモニアの場合は第二銅イオンＣｕ−と反応してアンモニア錯塩［Ｃｕ（ＮＨ３）４］を造り木炭のような物理的吸着でなく化学反応が起こったものと考えられる。更に、弱酸性のセッコウはアンモニアと反応して硫安セッコウと成ることも考えられる。また、硫化水素ガスの場合は［Ｃｕ・４Ｈ２Ｏ］ＳＯ４を生成して多量の硫化水素を反応結合すると考えられる。
【００１７】
【発明の効果】
１）農水産物の廃棄物のリサイクルについて、従来技術では、セッコウを全く用いないもの、或は焼成後に加えるものであるが、これに比較し本発明では、余熱乾燥工程を見て燃焼工程でセッコウを加えるので動植物廃棄物の燃焼により発生した多大の熱エネルギーがセッコウも焼くが、廃棄物から出る水分が存在するので、死焼セッコウにはならず、殆ど２水セッコウとなる。従って、水硬性の大なるセッコウと廃棄焼成物の混合物が得られる。この点が従来物方法と異なり、廃棄物の燃焼エネルギーとセッコウの水硬性が同時に得られる最大の効果を有するものである。
２）農水産物の廃棄物をリサイクルする為の発酵コンポスト化した原料と健材廃棄物として殆ど未利用の資源である健在セッコウボード廃材とを併せて合理的、経済的なリサイクル処理をする技術を提案し環境改善に有用な製品を低コストで供給するものであり、実施例に示すように老人介護施設のアンモニア系の残臭気や住宅の脱臭、或は畜産作業場などに運用して効果を発揮する。また、水処理に於いてもこれ等臭気成分を吸着して水質を改善することが出来る。
３）更に、前記により得られた水硬性材料を粉砕加水し、所望の形状に成形することにより、低コストの建設材料そのほかの有用な材料を製造供給し得るという効果を有する。