〈一般研究課題〉 焼却炉排熱を利用した廃棄物の再資源化および循環システムの構築
助 成 研 究 者

豊橋技術科学大学

大門裕之

焼却炉排熱を利用した廃棄物の再資源化
および循環システムの構築
大門 裕之（豊橋技術科学大学）

Development of Waste Recycle Technology and System
Using Waste Heat from Incinerator
Hiroyuki Daimon(Toyohashi University of Technology)

Abstract：
This study developed and evaluated waste recycle technology and system using waste heat fromincinerator in Higashimikawa region. The waste heat was utilized to dry raw material for feed
manufacturing, and clean waste plastic in the waste recycle system. The results showed thatgreenhouse gas emission can be reduced by introducing cleaning waste plastic process comparedwith the conventional treatment system. Amount of final disposal waste also can be decreased bytaking separation step of mixed constriction waste. Finally, this study concluded that developed
waste recycle system is appropriately possible to apply for the region from the view of technicaland environmental aspect.
１．はじめに
20世紀まで我が国は、「大量生産・大量消費・大量廃棄」によって経済を発展させてきた。しかし21世紀になり、地球温暖化や化石燃料の枯渇、最終処分場の残余年数が全国平均8.5年などの問題が深刻化し、廃棄物の最終処分量削減および循環型社会を目指す傾向が強まった。平成12年の循
環型社会形成推進基本法の制定を皮切りに食品リサイクル法や容器包装リサイクル法など個別物品の特性に応じた規制が設けられ、日本国内における廃棄物の再資源化を推進する動きは一層に加速した。

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一方、農業産出額が全国6位と、全国的にも有数の農業地域の愛知県豊橋市でも、バイオマスタ࢘ࣥᵓ᝿ࡢබ⾲ࡸࠊࡈࡳࢮࣟ㐠ື➼࡛ᗫᲠ≀ࡢ᭷ຠ฼⏝ࢆ┠ᣦࡋࡓྲྀࡾ⤌ࡳࡀ㐍ࢇ࡛࠸ࡿࡀࠊᮍࡔ
ウン構想の公表や、ごみゼロ運動等で廃棄物の有効利用を目指した取り組みが進んでいるが、未だ࡟ᮍ฼⏝ࡢࡲࡲ᭱⤊ฎศࡉࢀࡿᗫᲠ≀ࡸࠊ෌㈨※໬ࡋࡓࡶࡢࡢ᭷ຠ࡟฼⏝ࡉࢀ࡚࠸࡞࠸ᗫᲠ≀ࡀᏑに未利用のまま最終処分される廃棄物や、再資源化したものの有効に利用されていない廃棄物が存ᅾࡋ࡚࠸ࡿࠋ
在している。
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近年、建設工事に伴いされるコンクリート塊、アスファルト・コンクリート塊、建設発生木材のᘓタᗫᲠ≀ࡣࠊ⏘ᴗᗫᲠ≀඲యࡢ᤼ฟ㔞ཬࡧ᭱⤊ฎศ㔞ࡢ⣙
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建設廃棄物は、産業廃棄物全体の排出量及び最終処分量の約2割を占め（平成13年度）、また不法投ᢞᲠ㔞ࡢ⣙
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棄量の約6割を占めている（平成14年度）。それにより、平成12年5月に制定された建設リサイクル࢖ࢡࣝἲ࡛ࡣࠊ≉ᐃᘓタ㈨ᮦࠊ࢔ࢫࣇ࢓ࣝࢺ࣭ࢥࣥࢡ࣮ࣜࢺࠊᮌᮦࢆ⏝࠸ࡓᘓ⠏≀➼࡟ಀࡿゎయᕤ
法では、特定建設資材、アスファルト・コンクリート、木材を用いた建築物等に係る解体工事又஦ཪࡣࠊ୍ᐃつᶍ௨ୖࡢᘓタᕤ஦㸦ᑐ㇟ᘓタᕤ஦㸧࡟ࡘ࠸࡚ࠊࡑࡢཷὀ⪅➼࡟ᑐࡋࠊศูゎయ➼ཬ
は、一定規模以上の建設工事（対象建設工事）について、その受注者等に対し、分別解体等及び再資
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源化等を行うことを義務付けた。
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このような背景を受け、産業廃棄物焼却炉の排熱を有効利用した再資源化施設を豊橋市に設置すࡿࡇ࡜ࢆᥦ᱌ࡍࡿࠋᅗ 1 ࡟෌㈨※໬᪋タ࡟࠾ࡅࡿᗫᲠ≀ࡢࣇ࣮ࣟᅗࢆ♧ࡍࠋࡇࡢ᪋タ࡟ࡣࠊሁ⫧໬
ることを提案する。図1に再資源化施設における廃棄物のフロー図を示す。この施設には、堆肥化
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施設、飼料化施設、廃棄プラスチック洗浄施設の導入が検討されており、有機性廃棄物は堆肥化、
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1 本研究において検討する再資源化施設での廃棄物フロー図
２．地域内産業廃棄物発生量および性状調査
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図2に東三河地域の産業廃棄物中間処理業者にヒアリング調査に基づく廃棄物組成を示す。まᅗ2 ࡟ᮾ୕Ἑᆅᇦࡢ⏘ᴗᗫᲠ≀୰㛫ฎ⌮ᴗ⪅࡟ࣄ࢔ࣜࣥࢢㄪᰝ࡟ᇶ࡙ࡃᗫᲠ≀⤌ᡂࢆ♧ࡍࠋࡲࡓࠊ
た、図3に提案した再資源化施設において取り扱うと予想される廃棄物組成を示す。この廃棄物をᅗ3 ࡟ᥦ᱌ࡋࡓ෌㈨※໬᪋タ࡟࠾࠸࡚ྲྀࡾᢅ࠺࡜ண᝿ࡉࢀࡿᗫᲠ≀⤌ᡂࢆ♧ࡍࠋࡇࡢᗫᲠ≀ࢆ⇞↝
燃焼することにより、推計で15,710[kJ/kg-廃棄物]の低位発熱量を獲得できる。図2と図3を比較すࡍࡿࡇ࡜࡟ࡼࡾࠊ᥎ィ࡛
15,710[kJ/kg-ᗫᲠ≀]ࡢప఩Ⓨ⇕㔞ࢆ⋓ᚓ࡛ࡁࡿࠋᅗ 2 ࡜ᅗ 3 ࢆẚ㍑ࡍࡿ
ると、新規焼却炉の計画では、廃棄プラスチックの割合が大きく減少しているのがわかる。現状で࡜ࠊ᪂つ↝༷⅔ࡢィ⏬࡛ࡣࠊᗫᲠࣉࣛࢫࢳࢵࢡࡢ๭ྜࡀ኱ࡁࡃῶᑡࡋ࡚࠸ࡿࡢࡀࢃ࠿ࡿࠋ⌧≧࡛ࡣ
は燃焼において廃棄プラスチックの割合が多いため燃焼室の温度が高温になり、燃焼炉の劣化や炉⇞↝࡟࠾࠸࡚ᗫᲠࣉࣛࢫࢳࢵࢡࡢ๭ྜࡀከ࠸ࡓࡵ⇞↝ᐊࡢᗘࡀ㧗 ࡟࡞ࡾࠊ⇞↝⅔ࡢຎ໬ࡸ⅔ࡢの冷却に伴う運転の停止等が危惧されている。そのため、計画では発熱量の高い廃棄プラの割合を෭༷࡟క࠺㐠㌿ࡢ೵Ṇ➼ࡀ༴᝹ࡉࢀ࡚࠸ࡿࠋࡑࡢࡓࡵࠊィ⏬࡛ࡣⓎ⇕㔞ࡢ㧗࠸ᗫᲠࣉࣛࡢ๭ྜࢆῶ
減らし、洗浄したのちに燃料として販売を検討する。
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ヒアリングに基づく現状取り扱われている廃棄物組成  図3（予測）ᅗ 2ᅗ 3 新規再資源化施設における取扱廃棄物の内訳
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３．各要素技術の仕様決定㸱㸬ྛせ⣲ᢏ⾡ࡢ௙ᵝỴᐃ㸱㸬ྛせ⣲ᢏ⾡ࡢ௙ᵝỴᐃ
3.1 ᗫᲠࣉࣛࢫࢳࢵࢡὙίᐇ㦂ࡢ᪉ἲ
廃棄プラスチック洗浄実験の方法 ᗫᲠࣉࣛࢫࢳࢵࢡὙίᐇ㦂ࡢ᪉ἲ
本施設が取り扱う廃棄プラスチックは食品加工業等から廃棄された強い悪臭を放つ非常に汚れたᮏ᪋タࡀྲྀࡾᢅ࠺ᗫᲠࣉࣛࢫࢳࢵࢡࡣ㣗ရຍᕤᴗ➼࠿ࡽᗫᲠࡉࢀࡓᙉ࠸ᝏ⮯ࢆᨺࡘ㠀ᖖ࡟ởࢀᮏ᪋タࡀྲྀࡾᢅ࠺ᗫᲠࣉࣛࢫࢳࢵࢡࡣ㣗ရຍᕤᴗ➼࠿ࡽᗫᲠࡉࢀࡓᙉ࠸ᝏ⮯ࢆᨺࡘ㠀ᖖ࡟ởࢀ
ものである。これらの廃棄プラスチックは、これまでの洗浄方法では完全な洗浄が困難なため、被ࡓࡶࡢ࡛࠶ࡿࠋࡇࢀࡽࡢᗫᲠࣉࣛࢫࢳࢵࢡࡣࠊࡇࢀࡲ࡛ࡢὙί᪉ἲ࡛ࡣ᏶඲࡞Ὑίࡀᅔ㞴࡞ࡓࡵࠊࡓࡶࡢ࡛࠶ࡿࠋࡇࢀࡽࡢᗫᲠࣉࣛࢫࢳࢵࢡࡣࠊࡇࢀࡲ࡛ࡢὙί᪉ἲ࡛ࡣ᏶඲࡞Ὑίࡀᅔ㞴࡞ࡓࡵࠊ
洗浄物表面に付着した汚れの洗浄に大きな効果を持つ超音波技術を導入する計画が立てられた。し⿕Ὑί≀⾲㠃࡟௜╔ࡋࡓởࢀࡢὙί࡟኱ࡁ࡞ຠᯝࢆᣢࡘ㉸㡢Ἴᢏ⾡ࢆᑟධࡍࡿィ⏬ࡀ❧࡚ࡽࢀࡓࠋ⿕Ὑί≀⾲㠃࡟௜╔ࡋࡓởࢀࡢὙί࡟኱ࡁ࡞ຠᯝࢆᣢࡘ㉸㡢Ἴᢏ⾡ࢆᑟධࡍࡿィ⏬ࡀ❧࡚ࡽࢀࡓࠋかし、これまでに超音波洗浄が廃棄プラスチック洗浄に応用される前例はないため、廃棄プラスࡋ࠿ࡋࠊࡇࢀࡲ࡛࡟㉸㡢ἼὙίࡀᗫᲠࣉࣛࢫࢳࢵࢡὙί࡟ᛂ⏝ࡉࢀࡿ๓౛ࡣ࡞࠸ࡓࡵࠊᗫᲠࣉࣛࡋ࠿ࡋࠊࡇࢀࡲ࡛࡟㉸㡢ἼὙίࡀᗫᲠࣉࣛࢫࢳࢵࢡὙί࡟ᛂ⏝ࡉࢀࡿ๓౛ࡣ࡞࠸ࡓࡵࠊᗫᲠࣉࣛ
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チック洗浄機についてラボスケールでの実験を行い、効果を検討後、装置の仕様を決定した。
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図4に廃棄プラスチック洗浄機のフロー図を示す。この実機のフローに基づき、洗浄工程をラボᅗ 4 ࡟ᗫᲠࣉࣛࢫࢳࢵࢡὙίᶵࡢࣇ࣮ࣟᅗࢆ♧ࡍࠋࡇࡢᐇᶵࡢࣇ࣮ࣟ࡟ᇶ࡙ࡁࠊὙίᕤ⛬ࢆࣛ࣎ࢫࢣ࣮ࣝ࡟ࡼࡗ࡚෌⌧ࡋࡓࠋ◚○సᴗࡣᡭసᴗ࡟ࡼࡾ⾜࠸ࠊ ỈὙίࡣࢫࢱ࣮࣮ࣛ࡟ࡼࡿ᧠ᢾ
スケールで再現した。破砕作業は手作業により行い、温水洗浄はスターラーによる撹拌を用いるこ࣎ࢫࢣ࣮ࣝ࡟ࡼࡗ࡚෌⌧ࡋࡓࠋ◚○సᴗࡣᡭసᴗ࡟ࡼࡾ⾜࠸ࠊ ỈὙίࡣࢫࢱ࣮࣮ࣛ࡟ࡼࡿ᧠ᢾ
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チックの重量を量り、その差引により洗浄率を導出した。
ᚋࡢᗫᲠࣉࣛࢫࢳࢵࢡࡢ㔜㔞ࢆ㔞ࡾࠊࡑࡢᕪᘬ࡟ࡼࡾὙί⋡ࢆᑟฟࡋࡓࠋᗫᲠᗫᲠ䝥䝷䝇䝏䝑䜽䝥䝷䝇䝏䝑䜽

3.2

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廃棄プラスチック洗浄機のフロー図
ᅗ 4図4ᗫᲠࣉࣛࢫࢳࢵࢡὙίᶵࡢࣇ࣮ࣟᅗ
ᅗ 4 ᗫᲠࣉࣛࢫࢳࢵࢡὙίᶵࡢࣇ࣮ࣟᅗ

廃棄プラスチック洗浄実験の結果

図5に超音波洗浄効果の実証結果について示す。本実験では、温水洗浄のみの洗浄率と、温水洗 ᗫᲠࣉࣛࢫࢳࢵࢡὙίᐇ㦂ࡢ⤖ᯝ ᗫᲠࣉࣛࢫࢳࢵࢡὙίᐇ㦂ࡢ⤖ᯝ
浄と超音波洗浄を施した場合の洗浄率を比較した。本実験に用いたサンプルは、実際にヒアリングᅗ 5 ࡟㉸㡢ἼὙίຠᯝࡢᐇド⤖ᯝ࡟ࡘ࠸࡚♧ࡍࠋᮏᐇ㦂࡛ࡣࠊ ỈὙίࡢࡳࡢὙί⋡࡜ࠊ Ỉᅗ 5 ࡟㉸㡢ἼὙίຠᯝࡢᐇド⤖ᯝ࡟ࡘ࠸࡚♧ࡍࠋᮏᐇ㦂࡛ࡣࠊ ỈὙίࡢࡳࡢὙί⋡࡜ࠊ Ỉ
した産業廃棄物中間処理業者に持ち込まれた廃棄プラスチックで、硬さの違う2種類の廃棄プラスὙί࡜㉸㡢ἼὙίࢆ᪋ࡋࡓሙྜࡢὙί⋡ࢆẚ㍑ࡋࡓࠋᮏᐇ㦂࡟⏝࠸ࡓࢧࣥࣉࣝࡣࠊᐇ㝿࡟ࣄ࢔ࣜὙί࡜㉸㡢ἼὙίࢆ᪋ࡋࡓሙྜࡢὙί⋡ࢆẚ㍑ࡋࡓࠋᮏᐇ㦂࡟⏝࠸ࡓࢧࣥࣉࣝࡣࠊᐇ㝿࡟ࣄ࢔ࣜ
チックを選別しサンプルAおよびBとして用いた。結果として温水洗浄の洗浄効率は80[%]を超え、ࣥࢢࡋࡓ⏘ᴗᗫᲠ≀୰㛫ฎ⌮ᴗ⪅࡟ᣢࡕ㎸ࡲࢀࡓᗫᲠࣉࣛࢫࢳࢵࢡ࡛ࠊ◳ࡉࡢ㐪࠺ 2 ✀㢮ࡢᗫᲠࣥࢢࡋࡓ⏘ᴗᗫᲠ≀୰㛫ฎ⌮ᴗ⪅࡟ᣢࡕ㎸ࡲࢀࡓᗫᲠࣉࣛࢫࢳࢵࢡ࡛ࠊ◳ࡉࡢ㐪࠺
2 ✀㢮ࡢᗫᲠ
それに超音波洗浄を加えることで90[%]後半から100 [%]近い洗浄率を得ることができた。今回の実ࣉࣛࢫࢳࢵࢡࢆ㑅ูࡋࢧࣥࣉࣝ A ࠾ࡼࡧ B ࡜ࡋ࡚⏝࠸ࡓࠋ⤖ᯝࢆ ỈὙίࡢὙίຠ⋡ࡣ 80 [%]ࣉࣛࢫࢳࢵࢡࢆ㑅ูࡋࢧࣥࣉࣝ A ࠾ࡼࡧ B ࡜ࡋ࡚⏝࠸ࡓࠋ⤖ᯝࢆ ỈὙίࡢὙίຠ⋡ࡣ 80 [%]験では実験方法や操作方法により、予想を上回る温水洗浄効果が得られたが、超音波洗浄工程を加ࢆ㉸࠼ࠊࡑࢀ࡟㉸㡢ἼὙίࢆຍ࠼ࡿࡇ࡜࡛ 90 [%]ᚋ༙࠿ࡽ 100 [%]㏆࠸Ὑί⋡ࢆᚓࡿࡇ࡜ࡀ࡛ࡁ
ࢆ㉸࠼ࠊࡑࢀ࡟㉸㡢ἼὙίࢆຍ࠼ࡿࡇ࡜࡛ 90 [%]ᚋ༙࠿ࡽ 100 [%]㏆࠸Ὑί⋡ࢆᚓࡿࡇ࡜ࡀ࡛ࡁ
えることで更なる洗浄率の向上が期待される結果となった。
ࡓࠋ௒ᅇࡢᐇ㦂࡛ࡣᐇ㦂᪉ἲࡸ᧯స᪉ἲ࡟ࡼࡾࠊண᝿ࢆୖᅇࡿ ỈὙίຠᯝࡀᚓࡽࢀࡓࡀࠊ㉸㡢ࡓࠋ௒ᅇࡢᐇ㦂࡛ࡣᐇ㦂᪉ἲࡸ᧯స᪉ἲ࡟ࡼࡾࠊண᝿ࢆୖᅇࡿ ỈὙίຠᯝࡀᚓࡽࢀࡓࡀࠊ㉸㡢ἼὙίᕤ⛬ࢆຍ࠼ࡿࡇ࡜࡛᭦࡞ࡿὙί⋡ࡢྥୖࡀᮇᚅࡉࢀࡿ⤖ᯝ࡜࡞ࡗࡓࠋἼὙίᕤ⛬ࢆຍ࠼ࡿࡇ࡜࡛᭦࡞ࡿὙί⋡ࡢྥୖࡀᮇᚅࡉࢀࡿ⤖ᯝ࡜࡞ࡗࡓࠋ

－ 13 －ỈὙίỈὙί䠇㉸㡢ἼὙίὙί⋡[%]

10080
60
40
200
䝃䞁䝥䝹A

䝃䞁䝥䝹B

ỈὙί㸸Ỉ 41 [Υ]㸪 Ỉᐜ㔞 6 [mL]㸪Ὑί᫬㛫 3 [min]温水洗浄：水温41 [℃]，温水容量6 [mL]，洗浄時間3 [min]㉸㡢ἼὙί㸸Ỉ 41 [Υ]㸪 Ỉᐜ㔞 3 [mL]㸪Ὑί᫬㛫 10 [min]超音波洗浄：水温41 [℃]，温水容量3 [mL]，洗浄時間10 [min]ᅗ 5 ㉸㡢ἼὙίຠᯝࡢᐇド図5

超音波洗浄効果の実証ḟ࡟ࠊ㐺ษ࡞㉸㡢Ἴ↷ᑕ᫬㛫ࡸ᭱኱ᢞධ㔞ࠊ Ỉ ᗘࢆ᳨ウࡋࡓࠋ㉸㡢ἼࢆᑟධࡍࡿሙྜࠊὙ
次に、適切な超音波照射時間や最大投入量、温水温度を検討した。超音波を導入する場合、洗浄3]ࡢᗫᲠࣉࣛࢫࢳࢵࢡࢆᢞධࡍࡿࡇ࡜ࡀྍ⬟ࡔࡀࠊὙί⋡ࡣపୗࡍࡿࡓ
ίᵴෆ࡟᭱኱࡛[kg/m170 3[kg/m槽内に最大で170]の廃棄プラスチックを投入することが可能だが、洗浄率は低下するため約3[kg/m ]௨ୗࡀᮃࡲࡋ࠸࡜࠸࠺⤖ᯝࡀᚓࡽࢀࡓࠋὙί᫬㛫ࡣ㛗᫬㛫ࡢ࡯࡝Ὑί⋡ࡀྥୖࡍ60 ࡵ⣙[kg/m60]以下が望ましいという結果が得られた。洗浄時間が長いほど洗浄率が向上する傾向は見3

ࡿഴྥࡣぢ࡚࡜ࢀࡿࡀࠊศ༢఩࡛ࡢヲ⣽࡞Ὑί⋡ࡢᕪࡣ☜ㄆࡉࢀࡎࠊⱝᖸࡢᕪࡣぢཷࡅࡽࢀࡿࡀࠊてとれるが、分単位での詳細な洗浄率の差は確認されず、若干の差は見受けられるが、有意な差と᭷ព࡞ᕪ࡜⪃࠼ࡿࡇ࡜ࡣᅔ㞴࡞⤖ᯝ࡜࡞ࡗࡓࠋࡉࡽ࡟ࠊỈ ࡢୖ᪼࡟క࠸Ὑί⋡ࡣྥୖࡍࡿࡀࠊ
考えることは困難な結果となった。さらに、水温の上昇に伴い洗浄率は向上するが、温水洗浄のỈὙίࡢ࣮࣋ࢫࣛ࢖ࣥ࠿ࡽྥୖࡍࡿࡶࡢ࡛࠶ࡾࠊ㉸㡢ἼὙίࡢຠᯝࡀྥୖࡋࡓ࡜ࡣ⪃࠼࡟ࡃ࠸ࠋ
ベースラインから向上するものであり、超音波洗浄の効果が向上したとは考えにくい。80[℃]の高80 [Υ]ࡢ㧗 Ỉࢆ⏝࠸ࡓሙྜ࡛࠶ࡗ࡚ࡶࠊὙί⋡ࡢ᭱኱್ࡣ50 [Υ]ࡢὙί⋡ࡢ᭱኱್࡜ኚࢃࡾࡣ
温水を用いた場合であっても、洗浄率の最大値は50[℃]の洗浄率の最大値と変わりはなかった。実࡞࠿ࡗࡓࠋᐇ㦂ᚋࡢㄪᰝ࡟ࡼࡾࠊ㉸㡢ἼὙίᶵࡣ㧗 Ỉ࡟ࡼࡗ࡚ᨾ㞀ࢆᣍࡃ༴㝤ᛶࡀ࠶ࡾࠊ᭱㐺
験後の調査により、超音波洗浄機は高温水によって故障を招く危険性があり、最適温度は55[℃]でᗘࡣ 55 [Υ]࡛࠶ࡿ࡜ᚓࡽࢀࡓࠋࡇࡢ⤖ᯝ࡟ࡼࡾࠊ ỈὙί࡟㧗 Ỉࢆ⏝࠸ࡿࡇ࡜ࡀᮃࡲࡋ࠸࡜あると考えられた。この結果により、温水洗浄のみに高温水を用いることが望ましいと考えられた。
⪃࠼ࡽࢀࡓࠋ

3.3 廃棄プラスチック洗浄機の仕様の検討 ᗫᲠࣉࣛࢫࢳࢵࢡὙίᶵࡢ௙ᵝࡢ᳨ウ
想定した超音波洗浄機は連続式で、ベルトコンベアによって廃棄プラスチックを進行させ、側面᝿ᐃࡋࡓ㉸㡢ἼὙίᶵࡣ㐃⥆ᘧ࡛ࠊ࣋ࣝࢺࢥࣥ࣋࢔࡟ࡼࡗ࡚ᗫᲠࣉࣛࢫࢳࢵࢡࢆ㐍⾜ࡉࡏࠊഃから超音波を照射する。流路の幅と高さは、振動板の大きさおよび超音波照射距離により幅60㠃࠿ࡽ㉸㡢Ἴࢆ↷ᑕࡍࡿࠋὶ㊰ࡢᖜ࡜㧗ࡉࡣࠊ᣺ືᯈࡢ኱ࡁࡉ࠾ࡼࡧ㉸㡢Ἴ↷ᑕ㊥㞳࡟ࡼࡾᖜ 60[cm]、高さ40 [cm]とした。長さは、実験により得られた洗浄時間に基づき、設置する振動板の数と[cm]ࠊ㧗ࡉ 40 [cm]࡜ࡋࡓࠋ㛗ࡉࡣࠊᐇ㦂࡟ࡼࡾᚓࡽࢀࡓὙί᫬㛫࡟ᇶ࡙ࡁࠊタ⨨ࡍࡿ᣺ືᯈࡢᩘ
流速により決定した。
࡜ὶ㏿࡟ࡼࡾỴᐃࡋࡓࠋ
実験結果より、洗浄時間を8分、廃棄プラスチック投入量を30 [kg/m3]と仮定し、廃棄プラスチッ ᐇ㦂⤖ᯝࡼࡾࠊὙί᫬㛫ࢆ 8 ศࠊᗫᲠࣉࣛࢫࢳࢵࢡᢞධ㔞ࢆ 30 [kg/m3]࡜௬ᐃࡋࠊᗫᲠࣉࣛࢫ
ク洗浄機の概要を想定した。この条件において必要な超音波洗浄機の仕様を表1に示す。この装置
ࢳࢵࢡὙίᶵࡢᴫせࢆ᝿ᐃࡋࡓࠋࡇࡢ᮲௳࡟࠾࠸࡚ᚲせ࡞㉸㡢ἼὙίᶵࡢ௙ᵝࢆ⾲ 1 ࡟♧ࡍࠋࡇ
で、処理量5トン/日、稼働時間12時間を想定すると、洗浄機は2台が必要となることが明らかとࡢ⿦⨨࡛ࠊฎ⌮㔞 5 ࢺࣥ/᪥ࠊ✌ാ᫬㛫 12 ᫬㛫ࢆ᝿ᐃࡍࡿ࡜ࠊὙίᶵࡣ 2 ྎࡀᚲせ࡜࡞ࡿࡇ࡜ࡀ
なった。
᫂ࡽ࠿࡜࡞ࡗࡓࠋ－ 14 －

1 想定する超音波洗浄機の仕様
⾲ 1表᝿ᐃࡍࡿ㉸㡢ἼὙίᶵࡢ௙ᵝ
⾲ 1 ᝿ᐃࡍࡿ㉸㡢ἼὙίᶵࡢ௙ᵝ䝇䝨䝑䜽ᩘ್䝇䝨䝑䜽ᩘ್㻟㻟㻜㽢㻡㻜㽢㻠㻜㻜䠍䝷䜲䞁䛾኱䛝䛥㻌㼇㼏㼙 㼉㻟㻟㻜㽢㻡㻜㽢㻠㻜㻜㼉䠍䝷䜲䞁䛾኱䛝䛥㻌㼇㼏㼙䝷䜲䞁ᩘ䚷㼇ྎ㼉㻞䝷䜲䞁ᩘ䚷㼇ྎ㼉㻞Ỉ ᗘ䚷㼇䉝㼉㻡㻜Ỉ ᗘ䚷㼇䉝㼉㻡㻜㻤㉸㡢ἼⓎ᣺ᯈᩘ䚷㼇ಶ㼉㉸㡢ἼⓎ᣺ᯈᩘ䚷㼇ಶ㼉㻤㻡㻜ὶ㏿䚷㼇㼏㼙㻛㼙㼕㼚㼉ὶ㏿䚷㼇㼏㼙㻛㼙㼕㼚㼉㻡㻜㸲㸬≀㉁࣭࢚ࢿࣝࢠ࣮ࣇ࣮ࣟゎᯒ࡟ࡼࡿᮏࢩࢫࢸ࣒ᑟධຠᯝࡢ᥎ィ
４．物質・エネルギーフロー解析による本システム導入効果の推計㸲㸬≀㉁࣭࢚ࢿࣝࢠ࣮ࣇ࣮ࣟゎᯒ࡟ࡼࡿᮏࢩࢫࢸ࣒ᑟධຠᯝࡢ᥎ィᐊຠᯝ࢞ࢫ๐ῶຠᯝࡢ᳨ウ
4.1 ᗫᲠࣉࣛࢫࢳࢵࢡὙίᶵᑟධ࡟ࡼࡿ▼Ἔ⇞ᩱ⏤᮶ࡢ
廃棄プラスチック洗浄機導入による石油燃料由来の温室効果ガス削減効果の検討 ᗫᲠࣉࣛࢫࢳࢵࢡὙίᶵᑟධ࡟ࡼࡿ▼Ἔ⇞ᩱ⏤᮶ࡢ ᐊຠᯝ࢞ࢫ๐ῶຠᯝࡢ᳨ウ㉸㡢ἼᘧᗫᲠࣉࣛࢫࢳࢵࢡὙίᶵᑟධ࡟ࡼࡿ▼Ἔ⇞ᩱ⏤᮶ࡢ ᐊຠᯝ࢞ࢫ๐ῶ㔞࡟ࡘ࠸࡚᥎ィ
超音波式廃棄プラスチック洗浄機導入による石油燃料由来の温室効果ガス削減量について推計を㉸㡢ἼᘧᗫᲠࣉࣛࢫࢳࢵࢡὙίᶵᑟධ࡟ࡼࡿ▼Ἔ⇞ᩱ⏤᮶ࡢ ᐊຠᯝ࢞ࢫ๐ῶ㔞࡟ࡘ࠸࡚᥎ィࢆ⾜ࡗࡓࠋࡑࡢ᪉ἲ࡜ࡋ࡚ࡣࠊᐇ㦂⤖ᯝ࡟ᇶ࡙ࡁ㉸㡢ἼὙί࡛ᚲせ࡜࡞ࡿ㉸㡢Ἴ᣺ືᯈࡢᩘ࡜ᾘ
行った。その方法としては、実験結果に基づき超音波洗浄で必要となる超音波振動板の数と消費電ࢆ⾜ࡗࡓࠋࡑࡢ᪉ἲ࡜ࡋ࡚ࡣࠊᐇ㦂⤖ᯝ࡟ᇶ࡙ࡁ㉸㡢ἼὙί࡛ᚲせ࡜࡞ࡿ㉸㡢Ἴ᣺ືᯈࡢᩘ࡜ᾘ㈝㟁ຊࢆ⟬ฟࡋࠊࡑࡢ௚ࡢᕤ⛬ࡣࠊ᪤ᏑࡢὙίᶵࡢᖹᆒⓗ࡞ᾘ㈝㟁ຊ࠿ࡽࠊᗫᲠࣉࣛࢫࢳࢵࢡὙ
力を算出し、その他の工程は、既存の洗浄機の平均的な消費電力から、廃棄プラスチック洗浄機全㈝㟁ຊࢆ⟬ฟࡋࠊࡑࡢ௚ࡢᕤ⛬ࡣࠊ᪤ᏑࡢὙίᶵࡢᖹᆒⓗ࡞ᾘ㈝㟁ຊ࠿ࡽࠊᗫᲠࣉࣛࢫࢳࢵࢡὙ
ίᶵ඲యࡢᾘ㈝㟁ຊࢆỴᐃࡋࡓࠋࡲࡓࠊ᤼Ỉฎ⌮࡟క࠺⎔ቃ㈇Ⲵࡣࠊᐇ㦂⤖ᯝ࠿ࡽᚓࡓᗫᲠࣉࣛ
体の消費電力を決定した。また、排水処理に伴う環境負荷は、実験結果から得た廃棄プラスチックίᶵ඲యࡢᾘ㈝㟁ຊࢆỴᐃࡋࡓࠋࡲࡓࠊ᤼Ỉฎ⌮࡟క࠺⎔ቃ㈇Ⲵࡣࠊᐇ㦂⤖ᯝ࠿ࡽᚓࡓᗫᲠࣉࣛ
ࢫࢳࢵࢡ࡟௜╔ࡍࡿởࢀ࡟ྵࡲࢀࡿⅣ⣲࣭❅⣲㔞࠿ࡽồࡵࠊί໬ᵴ࡛౑⏝ࡍࡿࣈࣟ࣡ࡢᾘ㈝㟁ຊ1）に付着する汚れに含まれる炭素・窒素量から求め、浄化槽で使用するブロワの消費電力を文献かࢫࢳࢵࢡ࡟௜╔ࡍࡿởࢀ࡟ྵࡲࢀࡿⅣ⣲࣭❅⣲㔞࠿ࡽồࡵࠊί໬ᵴ࡛౑⏝ࡍࡿࣈࣟ࣡ࡢᾘ㈝㟁ຊࢆฟ඾࠿ࡽᘬ⏝ࡋ⟬ฟࡋࡓࠋḟ࡟ࠊᚑ᮶ A 㔜Ἔࡀ⇕※ࡢᕤሙ࡟ࠊὙίᚋࡢᗫᲠࣉࣛࢫࢳࢵࢡࢆᥦ
ら引用し算出した。次に、従来A重油が熱源の工場に、洗浄後の廃棄プラスチックを提供するシナࢆฟ඾࠿ࡽᘬ⏝ࡋ⟬ฟࡋࡓࠋḟ࡟ࠊᚑ᮶ A 㔜Ἔࡀ⇕※ࡢᕤሙ࡟ࠊὙίᚋࡢᗫᲠࣉࣛࢫࢳࢵࢡࢆᥦ
౪ࡍࡿࢩࢼࣜ࢜ࢆ❧࡚ࡓࠋࡇࡇ࡛㍺㏦࡟ࡼࡿ஧㓟໬Ⅳ⣲᤼ฟ㔞ࡣࠊ㏆㑹ᆅᇦ࡛ࡢᾘ㈝࡜ࡍࡿࡓࡵ
リオを立てた。ここで輸送による二酸化炭素排出量は、近郊地域での消費とするため大きな影響は౪ࡍࡿࢩࢼࣜ࢜ࢆ❧࡚ࡓࠋࡇࡇ࡛㍺㏦࡟ࡼࡿ஧㓟໬Ⅳ⣲᤼ฟ㔞ࡣࠊ㏆㑹ᆅᇦ࡛ࡢᾘ㈝࡜ࡍࡿࡓࡵ
኱ࡁ࡞ᙳ㡪ࡣ࡞࠸࡜⪃࠼ࠊ᥎ィ⠊ᅖ࠿ࡽ㝖࠸ࡓࠋὙίᗫᲠࣉࣛࢫࢳࢵࢡࡢ㔜Ἔ௦᭰࡟ࡼࡿ㔜Ἔ౑ないと考え、推計範囲から除いた。洗浄廃棄プラスチックの重油代替による重油使用量とそれに伴኱ࡁ࡞ᙳ㡪ࡣ࡞࠸࡜⪃࠼ࠊ᥎ィ⠊ᅖ࠿ࡽ㝖࠸ࡓࠋὙίᗫᲠࣉࣛࢫࢳࢵࢡࡢ㔜Ἔ௦᭰࡟ࡼࡿ㔜Ἔ౑⏝㔞࡜ࡑࢀ࡟క࠺ ᐊຠᯝ࢞ࢫࡢ᤼ฟ㔞๐ῶ㔞ࢆ᥎ィࡋࠊᮏࢩࢫࢸ࣒ᑟධ๓ᚋࡢ⎔ቃ㈇Ⲵࢆࠊࡑ
う温室効果ガスの排出量削減量を推計し、本システム導入前後の環境負荷を、それぞれの温室効果⏝㔞࡜ࡑࢀ࡟క࠺ ᐊຠᯝ࢞ࢫࡢ᤼ฟ㔞๐ῶ㔞ࢆ᥎ィࡋࠊᮏࢩࢫࢸ࣒ᑟධ๓ᚋࡢ⎔ቃ㈇Ⲵࢆࠊࡑ
ࢀࡒࢀࡢ ᐊຠᯝ࢞ࢫࡢ᤼ฟཎ༢఩ࢆ⏝࠸࡚⟬ฟࡋࠊẚ㍑ࡋࡓࠋᅗ 6 ࡟⌧ࢩࢫࢸ࣒࡜᪂ࢩࢫࢸ࣒
ガスの排出原単位を用いて算出し、比較した。図6に現システムと新システムの評価対象範囲、図ࢀࡒࢀࡢ ᐊຠᯝ࢞ࢫࡢ᤼ฟཎ༢఩ࢆ⏝࠸࡚⟬ฟࡋࠊẚ㍑ࡋࡓࠋᅗ 6 ࡟⌧ࢩࢫࢸ࣒࡜᪂ࢩࢫࢸ࣒ࡢホ౯ᑐ㇟⠊ᅖࠊᅗ 7 ࡟Ὑίᶵࡢࢫ࣌ࢵࢡ࡟ᇶ࡙ࡁ᥎ィࡋࡓᙜィ⏬ᑟධ࡟ࡼࡿࠊᗫᲠࣉࣛࢫࢳࢵ
7に洗浄機のスペックに基づき推計した当計画導入による、廃棄プラスチック1トンの温室効果ガ
ࡢホ౯ᑐ㇟⠊ᅖࠊᅗ 7 ࡟Ὑίᶵࡢࢫ࣌ࢵࢡ࡟ᇶ࡙ࡁ᥎ィࡋࡓᙜィ⏬ᑟධ࡟ࡼࡿࠊᗫᲠࣉࣛࢫࢳࢵ
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ス排出量推計結果を示す。廃棄プラスチック洗浄機の導入で、廃棄プラスチック1トン当たり、熱ࢡ 1 ࢺࣥࡢ ᐊຠᯝ࢞ࢫ᤼ฟ㔞᥎ィ⤖ᯝࢆ♧ࡍࠋᗫᲠࣉࣛࢫࢳࢵࢡὙίᶵࡢᑟධ࡛ࠊᗫᲠࣉࣛࢫ
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量計算で約270［L］のA重油に相当することが明らかとなった。
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270L ࡢ A 㔜Ἔ࡟┦ᙜࡍࡿࡇ࡜ࡀ᫂ࡽ࠿࡜࡞ࡗࡓࠋ⌧⌧后后吐吐吝吝吷吷᪂
᪂后后吐吐吝吝吷吷ᗫᲠ䝥䝷䝇䝏䝑䜽ᗫᲠ䝥䝷䝇䝏䝑䜽ᗫᲠ䝥䝷䝇䝏䝑䜽⏤᮶CO2ᗫᲠ䝥䝷䝇䝏䝑䜽⏤᮶⌧ᅾ↝༷᪋タ⌧ᅾ↝༷᪋タ

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6 現システムと新システムの評価対象範囲－ 15 －2ᗫᲠ䝥䝷䝇䝏䝑䜽1䝖䞁䛾ฎ⌮䛻క䛖ᗫᲠ䝥䝷䝇䝏䝑䜽1䝖䞁䛾ฎ⌮䛻క䛖ᐊຠᯝ䜺䝇᤼ฟ㔞䠷tͲCOᐊຠᯝ䜺䝇᤼ฟ㔞䠷tͲCO
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図7 廃棄プラスチック１トンの処理に伴う温室効果ガス排出量の推計と比較の結果
ᅗ 7 ᗫᲠࣉࣛࢫࢳࢵࢡ㸯ࢺࣥࡢฎ⌮࡟క࠺ᐊຠᯝ࢞ࢫ᤼ฟ㔞ࡢ᥎ィ࡜ẚ㍑ࡢ⤖ᯝ
4.2 ᘓタᗫᲠ≀ࡢศู࡟ࡼࡿ᭱⤊ฎศ㔞๐ῶຠᯝ
建設廃棄物の分別による最終処分量削減効果 ᘓタᗫᲠ≀ࡢศู࡟ࡼࡿ᭱⤊ฎศ㔞๐ῶຠᯝ
（平成16年度）と、図9に東三河地域の産業
 図8に豊橋市における建設業からの廃棄物処理の内訳
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廃棄物中間処理業者のヒアリング調査に基づく建設廃棄物の各項目への分別率および最終処分率をࡢ⏘ᴗᗫᲠ≀୰㛫ฎ⌮ᴗ⪅ࡢࣄ࢔ࣜࣥࢢㄪᰝ࡟ᇶ࡙ࡃᘓタᗫᲠ≀ࡢྛ㡯┠࡬ࡢศู⋡࠾ࡼࡧ᭱⤊ࡢ⏘ᴗᗫᲠ≀୰㛫ฎ⌮ᴗ⪅ࡢࣄ࢔ࣜࣥࢢㄪᰝ࡟ᇶ࡙ࡃᘓタᗫᲠ≀ࡢྛ㡯┠࡬ࡢศู⋡࠾ࡼࡧ᭱⤊示す。図8の豊橋市における建設廃棄物の大半が再資源化されていた。図9の中間処理業者の分別ฎศ⋡ࢆ♧ࡍࠋᅗ 8 ࡢ㇏ᶫᕷ࡟࠾ࡅࡿᘓタᗫᲠ≀ࡢ኱༙ࡀ෌㈨※໬ࡉࢀ࡚࠸ࡓࠋᅗ 9 ࡢ୰㛫ฎ⌮ฎศ⋡ࢆ♧ࡍࠋᅗ 8 ࡢ㇏ᶫᕷ࡟࠾ࡅࡿᘓタᗫᲠ≀ࡢ኱༙ࡀ෌㈨※໬ࡉࢀ࡚࠸ࡓࠋᅗ 9 ࡢ୰㛫ฎ⌮ᴗ⪅ࡢศู࡛ࡣࠊ㑅ู࡟ࡼࡾ᭱⤊ฎศ㔞ࢆ
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では、選別により最終処分量を57［%］削減していた。しかし、今回ヒアリングの対象とした中間処ᴗ⪅ࡢศู࡛ࡣࠊ㑅ู࡟ࡼࡾ᭱⤊ฎศ㔞ࢆ 57%๐ῶࡉࢀ࡚࠸ࡓࠋࡋ࠿ࡋࠊ௒ᅇࣄ࢔ࣜࣥࢢࡢᑐ㇟
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理業者は、小規模な建設物から排出される物を取り扱っており、大規模な建設廃棄物に比べ、細か࡜ࡋࡓ୰㛫ฎ⌮ᴗ⪅ࡣࠊᑠつᶍ࡞ᘓタ≀࠿ࡽ᤼ฟࡉࢀࡿ≀ࢆྲྀࡾᢅࡗ࡚࠾ࡾࠊ኱つᶍ࡞ᘓタᗫᲠ≀࡟ẚ࡭ࠊ⣽࠿ࡃከ✀ከᵝ࡞ᗫᲠ≀࡛࠶ࡿࡓࡵ࡟෌㈨※໬ࡀᅔ㞴࡛࠶ࡗࡓࡇ࡜ࡀ⌮⏤࡜ࡋ࡚ᣲࡆ
く多種多様な廃棄物であるために再資源化が困難であったことが理由として挙げられる。なお、図≀࡟ẚ࡭ࠊ⣽࠿ࡃከ✀ከᵝ࡞ᗫᲠ≀࡛࠶ࡿࡓࡵ࡟෌㈨※໬ࡀᅔ㞴࡛࠶ࡗࡓࡇ࡜ࡀ⌮⏤࡜ࡋ࡚ᣲࡆ
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9の再委託になっているものは、その後の処理方法が今回は不明だったものである。
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図8 豊橋市における建設業からの廃棄物処理の内訳（平成16年度）
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図9

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廃棄物中間処理業者のヒアリングに基づく建設廃棄物を多く含む混合廃棄物の分別率と埋め立て処分率

５．まとめᘓタᗫᲠ≀ࢆከࡃྵࡴΰྜᗫᲠ≀ࡢศู⋡࡜ᇙࡵ❧࡚ฎศ⋡

本研究により、産業廃棄物焼却炉の排熱を有効利用した再資源化施設の導入効果を推計した。地㸳㸬ࡲ࡜ࡵ
域の廃棄物発生量及び性状を調査した後、本施設のポテンシャルの評価を行った。新技術として超 ᮏ◊✲࡟ࡼࡾࠊ⏘ᴗᗫᲠ≀↝༷⅔ࡢ᤼⇕ࢆ᭷ຠ฼⏝ࡋࡓ෌㈨※໬᪋タࡢᑟධຠᯝࢆ᥎ィࡋࡓࠋᆅ
音波を適用することにより廃棄プラスチック洗浄機の、洗浄効率が向上することが明らかとなっᇦࡢᗫᲠ≀Ⓨ⏕㔞ཬࡧᛶ≧ࢆㄪᰝࡋࡓᚋࠊᮏ᪋タࡢ࣏ࢸࣥࢩࣕࣝࡢホ౯ࢆ⾜ࡗࡓࠋ᪂ᢏ⾡࡜ࡋ࡚㉸た。また、エネルギーをかけて超音波を適応した場合においても、従来使用していた化石燃料の削㡢Ἴࢆ㐺⏝ࡍࡿࡇ࡜࡟ࡼࡾᗫᲠࣉࣛࢫࢳࢵࢡὙίᶵࡢࠊὙίຠ⋡ࡀྥୖࡍࡿࡇ࡜ࡀ᫂ࡽ࠿࡜࡞ࡗࡓࠋ
減が行え、温室効果ガス排出量の削減が可能であると考えられた。一方、多種の素材が混合し、こࡲࡓࠊ࢚ࢿࣝࢠ࣮ࢆ࠿ࡅ࡚㉸㡢Ἴࢆ㐺ᛂࡋࡓሙྜ࡟࠾࠸࡚ࡶࠊᚑ᮶౑⏝ࡋ࡚࠸ࡓ໬▼⇞ᩱࡢ๐ῶࡀ
れまで埋立処分されてきた建設廃棄物においては、再資源化可能な品目へ分別されることで、最終⾜࠼ࠊᐊຠᯝ࢞ࢫ᤼ฟ㔞ࡢ๐ῶࡀྍ⬟࡛࠶ࡿ࡜⪃࠼ࡽࢀࡓࠋ୍᪉ࠊከ✀ࡢ⣲ᮦࡀΰྜࡋࠊࡇࢀࡲ
処分量の削減が可能であることが明らかとなった。
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以上のことから、最終処分を排出しない施設を地域に導入した場合の効果が明らかとなり、本シ㔞ࡢ๐ῶࡀྍ⬟࡛࠶ࡿࡇ࡜ࡀ᫂ࡽ࠿࡜࡞ࡗࡓࠋ

 ステムの環境面、技術面での有効性が示された。さらに、研究で得られた成果の一部を基にして、௨ୖࡢࡇ࡜࠿ࡽࠊ᭱⤊ฎศࢆ᤼ฟࡋ࡞࠸᪋タࢆᆅᇦ࡟ᑟධࡋࡓሙྜࡢຠᯝࡀ᫂ࡽ࠿࡜࡞ࡾࠊᮏࢩ
本研究において提案したシステムの実現可能性、発展性を高める事を目的とした事業（平成23年度ࢫࢸ࣒ࡢ⎔ቃ㠃ࠊᢏ⾡㠃࡛ࡢ᭷ຠᛶࡀ♧ࡉࢀࡓࠋࡉࡽ࡟ࠊ◊✲࡛ᚓࡽࢀࡓᡂᯝࡢ୍㒊ࢆᇶ࡟ࡋ࡚ࠊ
文部科学省科学技術戦略推進費「気候変動に対応した新たな社会の創出に向けた社会システムの改ᮏ◊✲࡟࠾࠸࡚ᥦ᱌ࡋࡓࢩࢫࢸ࣒ࡢᐇ⌧ྍ⬟ᛶࠊⓎᒎᛶࢆ㧗ࡵࡿ஦ࢆ┠ⓗ࡜ࡋࡓ஦ᴗ㸦ᖹᡂ23 ᖺᗘ2）
革プログラム」「バイオマス・CO2・熱有効利用拠点の構築」）の採択に至っている。
ᩥ㒊⛉Ꮫ┬⛉Ꮫᢏ⾡ᡓ␎᥎㐍㈝ࠕẼೃኚື࡟ᑐᛂࡋࡓ᪂ࡓ࡞♫఍ࡢ๰ฟ࡟ྥࡅࡓ♫఍ࢩࢫࢸ࣒ࡢᨵ

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参考文献
1) 井 村正博、水野雄次、浄化槽およびブロワの省資源・省エネ化、月刊浄化槽、380、pp.23-29、20072) 蒲 原弘継、佐合悠貴、熱田洋一、大門裕之、下水汚泥利用法の多角化による下水処理場のバイオマスパーク化構想、再生と利用、36（136）、pp.6-10、2012－ 17 －