(57)【要約】【課題】建築物等からの廃棄木材に塗布された防腐剤等の有害物をリアルタイムで簡易且つ迅速に検出することができる有害物検出システム、有害木材の検出方法及び廃棄木材処理システムを提供する。【解決手段】廃棄木材１１中の有害物１２を検出する有害物検出システムであって、前記廃棄木材１１を搬送する搬送装置１３と、前記搬送装置１３に搬送された廃棄木材１１中の有害物１２を検出するレーザ誘起ブレークダウン（ＬＩＢＳ）装置１４と、前記レーザ誘起ブレークダウン装置１４からの信号により有害物を含む有害木材１５のみを無害木材１６から分別する分別装置１７とからなる。【選択図】        図１
2007010371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄木材中の有害物を検出する有害物検出システムであって、
前記廃棄木材を搬送する搬送装置と、
前記搬送装置に搬送された廃棄木材中の有害物を検出するレーザ誘起ブレークダウン装置と、
前記レーザ誘起ブレークダウン装置からの信号により有害物を含む有害木材のみを分別する分別装置とからなることを特徴とする有害物検出システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記廃棄木材を破砕する破砕機を有してなり、前記破砕機により破砕された木材を前記搬送装置で搬送することを特徴とする有害物検出システム。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記レーザ誘起ブレークダウン装置の計測部が木材の搬送方向と直交する方向に往復動自在であることを特徴とする有害物検出システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一つにおいて、
前記レーザ誘起ブレークダウン装置の検出部の波長が２６５〜３６５ｎｍであることを特徴とする有害物検出システム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一つにおいて、
前記有害物がクロム、銅、砒素の少なくとも一つであることを特徴とする有害物検出システム。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか一つの有害物検出システムを用い、クロムを検出して有害木材を検出することを特徴とする有害木材の検出方法。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか一つの有害物検出システムと、
有害物を含む木材を除いた無害木材を回収処理する無害木材回収処理装置と、
回収した無害木材をリサイクルするリサイクル処理装置とを具備することを特徴とする廃棄木材処理システム。
【請求項８】
請求項７において、
前記リサイクル処理装置が、バイオマスガス化炉又は炭化炉であることを特徴とする廃棄木材処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築物等からの廃棄木材に塗布された防腐剤等の有害物を簡易・迅速に検出することができる有害物検出システム、有害木材の検出方法及び廃棄木材処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、資源リサイクルの意識の高揚に伴い、木材のリサイクル化が進められており、廃棄木材のリサイクルでは、リサイクルにおける安全性の確保が必須であるが、木材の多くは、防腐処理がなされており、この防腐処理木材は別途分別処理することが求められている。
【０００３】
ここで、前記防腐剤とは、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、ヒ素（Ａｓ）等の重金属物質を含有しており、このような重金属が含有された有害木材（ＣＣＡ木材ともいう。）を焼却すると、焼却後の灰の中に重金属が残り、健康や環境に悪影響を及ぼすことが懸念される。そこで、このような防腐剤が付着した有害木材の分別のために、従来では、蛍光Ｘ線による分別処理方法が提案されている（特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２７０１３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら特許文献１に係る蛍光Ｘ線法では、少なくとも８５０〜９５０ｎｍの波長を含む近赤外線波長帯域の光を照射し、その反射率に基づいて、少なくとも前記被検査物に防腐剤に含有される重金属物質の有無を判別するものであるが、計測時間が２分程度必要であるので、リアルタイムの測定ができない、という問題がある。
【０００６】
また、廃棄物木材処理の現場にて計測する場合には、Ｘ線の照射面積が直径５ｍｍ程度であるので、搬送装置での搬送中での連続選別が困難であるという、問題がある。
【０００７】
本発明は、前記問題に鑑み、建築物等からの廃棄木材に塗布された防腐剤等の有害物をリアルタイムで簡易且つ迅速に検出することができる有害物検出システム、有害木材検出方法を提供すると共に、無害の廃棄木材を有効利用することができる廃棄木材処理システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、廃棄木材中の有害物を検出する有害物検出システムであって、前記廃棄木材を搬送する搬送装置と、前記搬送装置に搬送された廃棄木材中の有害物を検出するレーザ誘起ブレークダウン装置と、前記レーザ誘起ブレークダウン装置からの信号により有害物を含む有害木材のみを分別する分別装置とからなることを特徴とする有害物検出システムにある。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、前記廃棄木材を破砕する破砕機を有してなり、前記破砕機により破砕された木材を前記搬送装置で搬送することを特徴とする有害物検出システムにある。
【００１０】
第３の発明は、第１又は２の発明において、前記レーザ誘起ブレークダウン装置の計測部が木材の搬送方向と直交する方向に往復動自在であることを特徴とする有害物検出システムにある。
【００１１】
第４の発明は、第１乃至３のいずれか一つの発明において、前記レーザ誘起ブレークダウン装置の検出部の波長が２６５〜３６５ｎｍであることを特徴とする有害物検出システムにある。
【００１２】
第５の発明は、第１乃至４のいずれか一つの発明において、前記有害物がクロム、銅、砒素の少なくとも一つであることを特徴とする有害物検出システムにある。
【００１３】
第６の発明は、第１乃至４のいずれか一つの有害物検出システムを用い、クロムを検出して有害木材を検出することを特徴とする有害木材の検出方法にある。
【００１４】
第７の発明は、第１乃至５のいずれか一つの有害物検出システムと、有害物を含む木材を除いた無害木材を回収処理する無害木材回収処理装置と、回収した無害木材をリサイクルするリサイクル処理装置とを具備することを特徴とする廃棄木材処理システムにある。
【００１５】
第８の発明は、第７の発明において、前記リサイクル処理装置が、バイオマスガス化炉又は炭化炉であることを特徴とする廃棄木材処理システムにある。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の有害物検出システムによれば、建築物等からの廃棄木材に塗布された防腐剤等の有害物をリアルタイムで簡易且つ迅速に検出することができる。また、本発明の廃棄木材処理システムによれば、無害の廃棄木材を有効利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００１８】
本発明による実施例１に係る有害物検出システムについて、図面を参照して説明する。
図１は、実施例１に係る有害物検出システムを示す概略図である。
図１に示すように、本実施例に係る有害物検出システム１０−１は、廃棄木材１１中の有害物１２を検出する有害物検出システムであって、前記廃棄木材１１を搬送する搬送装置１３と、前記搬送装置１３に搬送された廃棄木材１１中の有害物１２を検出するレーザ誘起ブレークダウン（ＬＩＢＳ（Laser Induced Breakdown Spectroscopy））装置（以下「ＬＩＢＳ装置」という）１４と、前記レーザ誘起ブレークダウン装置１４からの信号Ｓにより有害物を含む有害木材１５のみを無害木材１６から分別する分別装置１７とからなるものである。
前記分別装置１７で分別された有害木材１５は搬送装置１３ａにより外部へ除去するようにしている。また、無害木材１６は搬送装置１３ｂにより、リサイクル工程へ送られるようにしている。
【００１９】
前記ＬＩＢＳ装置は、レーザ誘起ブレークダウンスペクトロスコピィ法により、レーザ光を廃棄木材１１に照射して有害物をプラズマ化し、発生するプラズマ光を分光することにより、有害物の量をオンラインにて計測するものである。
【００２０】
前記ＬＩＢＳ装置１４は、図２に示すように、レーザ装置２１、収束用レンズ２２、プラズマ発光光Ｐの集光レンズ２３、分光器２４及び演算機（ＣＰＵ）２５より構成されている。
【００２１】
図１に示したように、搬送装置１３により搬送された廃棄木材１１の表面に対してレーザ装置２１からレーザ光Ｌが照射され、有害物１２があるとプラズマ発光し、このプラズマ発光光Ｐを分光器２４にて分析し、発光スペクトルを得ている。
【００２２】
図３は、ＬＩＢＳ法の原理を示すものであり、有害物（ＣＣＡ剤）１２にレーザ光Ｌを照射すると、プラズマ化したクロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、ヒ素（Ａｓ）等の原子から発光現象が現われる様子が分かる。
【００２３】
図４−１乃至図６−２は、発光スペクトルの一例を示す。
図４−１、図５−１、図６−１は通常の無害木材の発光スペクトルであり、図４−１は波長３５２〜３６５ｎｍにおける発光状態を計測したものであり、図５−１は波長２６５〜２８０ｎｍにおける発光状態を計測したものであり、図６−１は波長３２０〜３３５ｎｍにおける発光状態を計測したものである。
図４−２、図５−２、図６−２は有害物を含む有害木材の発光スペクトルであり、図４−２は波長３５２〜３６５ｎｍにおけるＣｒの発光状態を計測したものであり、図５−２は波長２６５〜２８０ｎｍにおけるＡｓの発光状態を計測したものであり、図６−２は波長３２０〜３３５ｎｍにおけるＣｕの発光状態を計測したものである。
なお、縦軸はその強度を示している。
図に示すように、Ｃｒ，Ａｓ，Ｃｕの中で、Ｃｒに関しては、無害木材と有害木材が明瞭に区別でき、Ｃｒを検知することにより、有害木材も検知精度を大幅に向上することが可能となる。
【００２４】
ここで、図４−１乃至図６−２５におけるＬＩＢＳ装置１４の条件は、レーザエネルギーを２０ｍＪ／ｐ、レーザ波長を１０６４ｎｍ、ディレイタイム（レーザを照射してから計測を行うタイミング）を２μｓ、ゲート時間（計測を行う時間）を１μｓとしている。
ここで、レーザエネルギーを２０ｍＪ／ｐとしているが、１〜１００ｍＪ／ｐとするのが好ましい。また、レーザ波長を１０６４ｎｍとしているが、５００〜１１００ｎｍとするのが好ましい。また、ディレイタイムを２μｓとしているが、１〜５μｓとするのが好ましい。さらにゲート時間を１μｓとしているが、５００ｎｓ〜２μｓとするのが好ましい。
【００２５】
図７は、Ｃｒの信号強度とＣｒの濃度（ｐｐｍ）との関係図である。これにより、数ｐｐｍ程度のＣｒ含有量の有害木材を分別除去することができる。
【００２６】
以上のように本実施例の有害物検出システム１０−１によれば、リアルタイムにて例えばＣＣＡ剤等の処理した有害木材を検出することができ、もってその有害木材１５のみを分別除去することで、無害木材１６のみをリサイクルに利用することができる。
【実施例２】
【００２７】
本発明による実施例２に係る有害物検出システムについて、図面を参照して説明する。
図８は、実施例２に係る有害物検出システムを示す概略図である。なお、実施例１の有害物検出システム１０−１と同じ構成については同一符号を付してその説明を省略する。
図８に示すように、本実施例に係る有害物検出システム１０−２は、廃棄木材１１中の有害物１２を検出する有害物検出システムであって、前記廃棄木材１１を破砕する木材破砕機３１と、前記木材破砕機３１により破砕された破砕木材３２を搬送する搬送装置１３と、前記搬送装置１３に搬送された廃棄木材１１中の有害物１２を検出するＬＩＢＳ装置１４と、前記ＬＩＢＳ装置１４からの信号により有害物を含む有害木材１５のみを無害木材１６から分別する分別装置１７とからなるものである。
【００２８】
本実施例では、前記分別装置１７により分別された有害木材１５は搬送装置１３ａで有害木材処理工程に送るようにしている。また、無害木材１６はリサイクル工程に送られるようにしている。
これにより、有害木材１５と無害木材１６とを分別処理するようにしている。
【００２９】
本実施例では、廃棄木材１１を所定の大きさに破砕する木材破砕機３１を用いているので、ＬＩＢＳ装置での有害物の検出感度を向上させるようにしている。
木材破砕機３１は、その破砕用の刃を替えることで破砕される破砕木材３２の大きさを変えることができる。ＬＩＢＳ装置１４での検出感度が高くなる大きさとしては、例えば長さ２０ｃｍ×幅５ｃｍ×厚さ３ｃｍ程度とすればよい。
これにより、破砕された破砕木材が希釈されず、ある程度の塊として搬送装置１３で運ぶことができる。ここで、破砕する木材の好適な範囲としては、長さ２０ｃｍ±５ｃｍ、幅５ｃｍ±３ｃｍ、厚さ３ｃｍ±２ｃｍとするのが好ましい。
【００３０】
図９はＬＩＢＳ装置１４と搬送装置１３との関係を示す図である。図９に示すように、搬送装置１３のコンベア１３ａの搬送方向と直交する方向に移動自在とする距離計４１を有する移動治具４２にＬＩＢＳ装置１４の計測部１４ａが設けられており、コンベア１３ａ上の破砕木材３２にレーザ光Ｌを照射するようにしている。この際、コンベア１３ａの破砕木材３２と計測部１４ａとの距離を一定に維持するように距離計４１を設けている。
【００３１】
ここで、通常使用している搬送装置１３のコンベア１３ａの速度は１秒間に１ｍ前後であるが、ＬＩＢＳ装置１４による検出では速度を１秒間に５０ｃｍ前後に調節して選別するようにしている。また、コンベアの幅は約６０ｃｍの場合には、計測部１４ａの移動速度は検出感度を上げるため、１秒間で１往復の条件とするようにしている。
【００３２】
また、図１０に示すように、コンベア１３ａの進行速度Ｖ、ＬＩＢＳ装置１４の計測部１４ａによる計測位置Ｘ及び計測時間Ｔの情報を演算機２５で処理することにより、分別装置の一例である分別シュータ（Ａ、Ｂ、Ｃ）１７ａの各開口部を開放させて、有害木材のみを分別処理することができるようにしてもよい。
【実施例３】
【００３３】
本発明による実施例３に係る廃棄木材処理システムについて、図面を参照して説明する。
図１１は、実施例３に係る廃棄木材処理システムを示す概略図である。図１１に示すように、本実施例に係る廃棄木材処理システム５０は、前述した実施例１又は２に係る有害物検出システム５１と、有害物を含む有害木材１５を除いた無害木材１６を回収処理する無害木材回収処理装置５２と、回収した無害木材１６をリサイクルするリサイクル処理装置５３とを具備するものである。
【００３４】
ここで、本実施例では、回収した無害木材１６をリサイクルするリサイクル処理装置５３としては、例えばバイオマスガス化炉又は炭化炉等を例示することができる。
これにより、得られた製品（メタンガス、炭化物等）５４中には、有害物がないものとなる。
なお、分別された有害木材１５は有害廃棄物処理装置５５で別途処理される。
【００３５】
また、バイオマスガス化炉又は炭化炉によるリサイクル以外に、無害木材は、例えばパルプの原料、パーティクルボードの原料、敷き藁の代替物として利用することができる。
このように、廃棄木材のリサイクルにおいて、例えばＣＣＡ剤等の有害物により防腐処理された廃材を効率良く分別処理することができるので、廃材リサイクルの安全性を確保しつつ、リサイクル効率の向上、リサイクルコストの低減を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上のように、本発明に係る有害物検出システムは、建築物等からの廃棄木材に塗布された防腐剤等の有害物をリアルタイムで簡易且つ迅速に検出することができ、無害の廃棄木材を有効利用することに用いるのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】実施例１に係る有害物検出システムを示す概略図である。
【図２】ＬＩＢＳ法の原理を示す説明図である。
【図３】図１のシステムの一構成であるＬＩＢＳ装置の構成を示す説明図である。
【図４−１】無害木材の発光スペクトルの一例を示す図である。
【図４−２】有害木材の発光スペクトル（Ｃｒ）の一例を示す図である。
【図５−１】無害木材の発光スペクトルの一例を示す図である。
【図５−２】有害木材の発光スペクトル（Ａｓ）の一例を示す図である。
【図６−１】無害木材の発光スペクトルの一例を示す図である。
【図６−２】有害木材の発光スペクトル（Ｃｕ）の一例を示す図である。
【図７】Ｃｒ濃度とＣｒ信号強度との関係図である。
【図８】実施例２に係る有害物検出システムを示す概略図である。
【図９】実施例２に係る搬送装置とＬＩＢＳ装置とを示す概略図である。
【図１０】実施例２に係る搬送装置の平面概略図である。
【図１１】実施例３に係る廃棄木材処理システムを示す概略図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０−１、１０−２  有害物検出システム
１１  廃棄木材
１２  有害物
１３  搬送装置
１４  ＬＩＢＳ装置
１５  有害木材
１６  無害木材
１７  分別装置
３２  破砕木材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図５−１】
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【図５−２】
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【図６−１】
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【図６−２】
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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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【図１１】
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