JP3366695B2 - 廃棄物処理システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として各家庭から集
められた生ゴミを主体とする都市ゴミを処理する廃棄物
処理システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、各家庭から集められる都市ゴミそ
の他の廃棄物は、そのまま処分場に埋め立て処理される
か、焼却されてその体積を低減させた上で埋め立て処理
されているのが一般であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記のような廃棄物の
そのままでの埋め立て処分は、その量が膨大であって、
埋め立て処分場が不足し、かつ将来も多くは期待できな
いことを考慮すると、好ましくないことは云うまでもな
い。

【０００４】また廃棄物の焼却処理は、その量を低減さ
せることができる利点を有するが、その過程で、廃棄物
中に含まれることのある成分により、焼却処理中に種々
の悪臭を発生し、周辺にそれをまき散らすことがあり、
かつ廃棄物中に含まれることのあるプラスチック廃材等
による高温で焼却炉が損傷を生じ、若しくはアルミニウ
ムが溶けて貼り付き、設備寿命を短くしている、と云う
問題もある。

【０００５】また前記廃棄物中には、再利用の可能な多
くの資源が含まれている可能性があるが、焼却してしま
えば、それらの利用の可能性は断たれ、埋立してしまっ
た場合も可能性は低くなる。現時点では、その利用を図
る手段がなく、再利用は殆どなされ得ないという問題が
あり、かつそのために、有限の石油資源である重油を用
いて焼却するとすれば、問題の上に問題を重ねているよ
うなものである。

【０００６】本発明では、以上のような問題点を解決
し、廃棄物の処理により、含まれる多くの資源について
再利用の可能性を高め、これを通じて埋立処分量を最小
限に減じ、更に廃棄物の処理に際しては、悪臭を発する
ガスその他の有害ガスの発生をなくし、設備寿命を最大
限にすることのできる廃棄物処理システムを提供するこ
とを解決の課題とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の構成の要旨とす
るところは、廃棄物を受け入れる粉砕準備槽、受け入れ
た廃棄物について、これに含まれる生ゴミ類の水分を布
類及び紙類にも含浸させて平均化させるべく撹拌する撹
拌手段、及び重なりあった紙類及び布類を含む廃棄物中
にエアを噴射して紙間、布間及びその他の廃棄物間に隙
間をあけて水分等の流込を良好にするエア噴射手段を備
えた粉砕準備装置と、上記粉砕準備装置で水分の分布が
均一化された廃棄物を受け取り、該廃棄物に液体窒素を
加えて冷却脆化する冷却槽、及び該冷却槽中で冷却脆化
された廃棄物を粉砕すべく動作する粉砕手段からなる冷
却粉砕装置と、で構成した廃棄物処理システムであり、
これによって前記課題を解決することができる。

【０００８】前記粉砕準備装置と前記冷却粉砕装置との
間には、必要に応じて予備粉砕装置を介在させることが
できる。予備粉砕装置は、粉砕準備装置で水分状態を均
一化させた廃棄物を予冷し、かつ予備粉砕するように構
成するのが適当である。これに備えるべき具体的手段は
適当に構成することができる。廃棄物を受け入れる予冷
槽を備え、前記予冷手段としては、例えば、冷風を予備
粉砕装置内に送り込む冷風供給手段として構成すること
ができる。冷風としては、液体窒素が、後段の冷却粉砕
装置に於ける使用で気化した低温の窒素ガスを用いるこ
とができる。また予備粉砕手段としては、例えば、適当
な回転粉砕手段を用いることができる。

【０００９】前記エア噴射手段は、例えば、適当なコン
プレッサと、発生された圧縮空気をためるタンクと、エ
ア噴射口となるエア噴射ノズルとで構成することができ
る。エア噴射口である上記エア噴射ノズルは、エアの噴
射中、噴射方向をランダムに変化させ得るように構成す
るのが適当である。即ち、廃棄物中に含まれ、ランダム
な方向を向いて散らばった雑誌類その他の重なりあった
ページを広げてその間に生ゴミに含まれる水分を移動さ
せ易くする趣旨である。布類の場合も同様である。

【００１０】前記冷却粉砕装置には、更にこれに装入す
る廃棄物に必要に応じて水を供給する水供給手段を臨ま
せるのが良い。水供給手段は、廃棄物に少量づつまんべ
んなく水を供給し得るように噴霧器に構成するのが適当
である。廃棄物中には、分別収集をしても布や紙類が混
入することはなかなか避け難いが、それらには水分を与
えておいて凍結させることが、粉砕のためには、都合が
良い。そこで液体窒素を廃棄物に加える前に、水を加え
る趣旨である。もっとも廃棄物には、これに含まれる生
ゴミに通常充分な水分が含まれているので、大抵はこれ
で充分であり、前記のように、廃棄物を撹拌すること
で、それらの生ゴミの水分を紙類等に移動させ、全体の
水分状態を均一化することで間に合う。しかして生ゴミ
の割合が少ない場合等に水を補う趣旨である。

【００１１】このシステムに於いて用いる液体窒素は、
システム中に液体窒素製造プラントを構成しておくのが
好ましい。そしてシステム中で製造した液体窒素を、前
記冷却粉砕装置の冷却槽に装入される廃棄物に加えるこ
ととするのが適当である。なお前記液体窒素製造プラン
トは、現在一般的に設置されているそれを採用すれば良
い。

【００１２】前記冷却粉砕装置の後段には、これによっ
て粉砕された粉砕廃棄物を所定の保管領域又は必要に応
じて所望の基準で分別を行う分別施設に移送する移送手
段を構成する。

【００１３】

【作用】本発明は、以上のように構成したので、次のよ
うに用いることができる。廃棄物は、さまざまであるの
で、できるだけ性質の異なるそれは分別した上で処理す
るのが適当である。即ち、性質の異なる廃棄物はそれぞ
れ処理過程での液体窒素による冷却時間等が異なって来
るためである。勿論厳密な分別まで必要とする訳ではな
い。例えば、生ゴミを主体とする廃棄物とその他を分別
し、本発明では生ゴミを主体とする廃棄物を処理するこ
ととする。

【００１４】前記液体窒素製造プラントを構成した場合
には、必要量を常時製造して保管しておくこととする。
このプラントを構成しなかった場合には、他から受入、
常時必要量を確保しておくこととする。

【００１５】収集された廃棄物は、前記したように、予
め詳細に分別していない場合は、生ゴミを主体とする廃
棄物とその他の廃棄物程度には分別し、分別した廃棄物
の内生ゴミを主体とする廃棄物をまず前記粉砕準備装置
で粉砕準備処理を行う。

【００１６】即ち、粉砕準備槽で生ゴミを主体とする廃
棄物を受け入れ、これらの廃棄物中にエア噴射手段によ
りエアを噴射しながら該廃棄物を撹拌する。廃棄物の撹
拌によりその中の生ゴミに含まれる水分を、同じく含ま
れている雑誌や新聞その他の紙類や布類に移し、全体と
して均一な水分含有状態にさせる趣旨である。この時前
記のようにエアを廃棄物に噴射することにより、雑誌や
新聞のように重なりあったページからなるものの各ペー
ジを開かせて生ゴミの水分をこれらの間に流れ込み易く
するものである。こうして特に紙類や布類は水分を含有
させることにより、凍結粉砕を容易にするものである。
なお廃棄物中に生ゴミの割合が比較的小さく、紙類等に
必要な湿度を与えるのに水分が不足する場合には、廃棄
物中に若干水分を噴霧して、撹拌動作を行う。

【００１７】次いで以上のようにして水分状態を均一化
された廃棄物を冷却粉砕装置に送り込む訳であるが、こ
の間に予備粉砕装置を介在させた場合には、予備粉砕装
置の予冷槽に粉砕準備処理を施した廃棄物を投入する。
予備粉砕装置を、前記したように、予冷槽と、この中に
装入した廃棄物を予冷する予冷手段と、予冷した廃棄物
を予備粉砕する予備粉砕手段とで構成した場合には、前
記のように、予冷槽に前記粉砕準備処理を施した廃棄物
を投入し、予冷手段により冷風を供給し、上記廃棄物の
予冷を行う。廃棄物が適当な予冷温度にまで冷却された
段階で前記予備粉砕手段を動作させて廃棄物の予備粉砕
を行う。予備粉砕は、該廃棄物を次段の冷却粉砕装置で
粉砕する際に都合の良いサイズにまで粉砕することであ
る。概ね最大寸法で１５〜２０cm程度にするのが適当で
ある。

【００１８】前記予備粉砕装置で予備粉砕された粉砕廃
棄物を冷却粉砕装置の冷却槽に移し、引き続いて、この
中の粉砕廃棄物に液体窒素を供給して冷却する。この時
冷却槽に受け入れられた廃棄物が生ゴミだけであれば
殆ど瞬間的に必要な冷却が行われるが、体積の大きなも
のが混じることも考慮し、１分程度冷却時間をおくこと
とする。

【００１９】こうして充分冷却して粉砕廃棄物が脆化状
態になった時点を経過した後、前記粉砕手段を動作さ
せ、粉砕廃棄物を粉砕する。生ゴミは液体窒素によって
脆化温度までに凍結させられているので容易に粉砕さ
れ、他に含まれていることのある紙類や布類も、前記粉
砕準備装置に於ける処理で、これに生ゴミの水分等が加
えられているので、液体窒素により完全に凍結させられ
ているので、同様に、容易に粉砕されることとなる。な
お前記粉砕手段による粉砕動作は、液体窒素が全部気化
するまで行うのが適当である。

【００２０】粉砕処理の完了後は、コンベア装置によ
り、保管場所に移送し、必要に応じて分別手段により粉
砕物の更に細かな分別を行うことができる。

【００２１】したがってこのシステムを用いて廃棄物の
処理を行った場合には、廃棄物を燃やすことがないの
で、悪臭を発するガス等の発生がなく、重油を消費する
等もない。布類や紙類の粉砕も確実に行い得る。粉砕さ
れた紙類及び布類も生ゴミ等とともに容易にコンポスト
化し得る。また含まれていることのあるプラスチック
類、ゴム類、金属類も粉砕後容易に分別できることとな
るので、再利用が容易になり、埋め立て処理等を必要と
するものが殆どなくなってしまう。

【００２２】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の一実施例を説明
する。廃棄物処理場に、図１に示したように、液体窒素
製造プラント１を建造し、これに隣接させて廃棄物処理
システムを構成する。前記液体窒素製造プラント１は一
般的なそれを採用したものである。

【００２３】前記廃棄物処理システムは、粉砕準備装置
２と、予備粉砕装置３と、冷却粉砕装置４と、前記粉砕
準備装置２まで廃棄物を運んで投入するコンベア装置５
と、前記冷却粉砕装置４で粉砕された粉砕物を受け取っ
て保管場等に移送するコンベア装置６とで構成したもの
である。

【００２４】前記粉砕準備装置２は、図１に示したよう
に、粉砕準備槽２１と、Ｕ字形の撹拌部材２２及び回転
駆動体２３から構成される撹拌装置２４と、図示しない
コンプレッサ、エアタンク及びエア噴射ノズル２５から
構成されるエア噴射機と、水道に結合した水噴霧ノズル
２６とで構成する。

【００２５】前記撹拌部材２２は前記粉砕準備槽２１の
底部直上に配置する。また前記回転駆動体２３は、前記
粉砕準備槽２１の底部の下に位置し、前記撹拌部材２２
の水平部から垂下した軸を回転駆動する電動モータ及び
ギア列からなるものである。前記エア噴射ノズル２５
は、図１に示したように、粉砕準備槽２１の内部に向か
って噴口が開いており、この中に装入された廃棄物中の
雑誌類のページを開くような作用を期待される。エアの
噴射動作中、ノズルが粉砕準備槽２１内の各部をランダ
ムに向くべく動くように構成してある。また前記水噴霧
ノズル２６は粉砕準備槽２１内を向けて配してある。

【００２６】前記予備粉砕装置３は、図１に示したよう
に、予冷槽３１と、Ｕ字形の撹拌部材３２及び回転駆動
体３３から構成される撹拌粉砕装置３４と、予冷槽３１
内に予冷のための冷風を供給する冷風供給装置３５とで
構成する。

【００２７】前記撹拌部材３２は前記予冷槽３１の底部
直上に配置する。また前記回転駆動体３３は、前記予冷
槽３１の底部の下に位置し、前記撹拌部材３２の水平部
から垂下した軸を回転駆動する電動モータ及びギア列か
らなるものである。また前記冷風供給装置３５は、後期
冷却槽４１で気化した窒素ガスをタンク３６に充填する
ポンプ３７とタンク３６の窒素ガスを予冷槽３１に供給
又は供給停止すべく開閉するバルブ３８とからなるもの
である。

【００２８】前記冷却粉砕装置４は、図１に示したよう
に、冷却槽４１と、該冷却槽４１の底部内側中央に配し
たＵ字形の撹拌部材４２とその水平部から垂下した軸を
回転駆動する電動モータ及びギア列からなる回転駆動体
４３からなる撹拌粉砕装置４４と、前記液体窒素製造プ
ラント１の液体窒素を前記冷却槽４１に供給する配管及
びその途中のバルブ４５とで構成する。

【００２９】また上記冷却槽４１には開閉自在な蓋体４
６を、前記予冷槽３１にも開閉自在な蓋体３９を付設す
る。

【００３０】なお前記粉砕準備装置２、予備粉砕装置３
及び冷却粉砕装置４は、前者から後者に順次低い位置に
設置し、各々それらで処理した処理物を、粉砕準備槽２
１から予冷槽３１に、予冷槽３１から冷却槽４１に排出
供給すべく転動傾斜させ得るように構成する。更に前記
冷却粉砕装置４も、前記コンベア装置６に、その冷却槽
４１の粉砕物を排出供給すべく、転動傾斜し得るように
構成する。

【００３１】この実施例では、以上のように構成したの
で、次のように、分別収集された生ゴミを主体とする廃
棄物を処理するのに好都合である。

【００３２】前記液体窒素製造プラント１では必要量を
常時製造して保管しておくこととする。前記廃棄物は前
記コンベア装置５により、まず前記粉砕準備槽２１に装
入され、続いてエア噴射機が動作してエア噴射ノズル２
５からエアが噴射される。同時に前記撹拌装置２４が動
作して装入された廃棄物の撹拌動作が行われる。

【００３３】即ち、前記エア噴射ノズル２５からのエア
により廃棄物中に雑誌のようなページものが含まれてお
れば、各ページが開き、このなかに生ゴミ等が入り込む
余地ができ、他方、前記回転駆動体２３が動作し、これ
に結合したＵ字形の撹拌部材２２が回転動作すると、装
入された廃棄物が回転撹拌させられ、撹拌混合状態とな
る。開いたページの間には生ゴミ等が入り込み混合が均
一化し、水分状態も均一化する。こうして水分を含まな
い雑誌等の紙類更には布類等にも生ゴミの水分が移って
全体として水分が均一化する。水分が不足する場合に
は、撹拌混合動作開始時点又は撹拌動作中に水噴射ノズ
ル２６より水を噴霧供給して補う。

【００３４】この後、粉砕準備処理の完了したところ
で、前記撹拌装置２４及びエア噴射機の動作を停止さ
せ、続いて該粉砕準備槽２１を転動傾斜させて、その内
部の粉砕準備処理済の廃棄物を次段の予備粉砕装置３の
予冷槽３１に供給する。この時、前記冷風供給装置３５
のバルブ３８を開いて液体窒素が気化したばかりの低温
の窒素ガスを予冷槽３１に供給される粉砕準備処理済の
廃棄物に付与する。こうして廃棄物を予冷する。なおこ
の廃棄物の供給動作に先だって予め蓋体３９のみを開け
ておく。

【００３５】その後、こうして粉砕準備処理済の廃棄物
が冷却した状態で前記撹拌粉砕装置３４を動作させる。
即ち、前記粉砕準備装置２に於ける場合と同様に、回転
駆動体３３を動作させ、これによって前記Ｕ字形の撹拌
部材３２を回転動作させ、廃棄物を撹拌し、相互を激し
く衝突させることにより粉砕する。

【００３６】こうして撹拌粉砕装置３４による撹拌粉砕
動作が終了した後、前記蓋体３９を開けた上で、前記予
冷槽３１を転動傾斜させ、その中の予備粉砕済の廃棄物
を次段の冷却粉砕装置４の冷却槽４１に排出供給する。
勿論この時予め該冷却槽４１の蓋体４６を開けておくべ
きことは云うまでもない。

【００３７】引き続いて、前記冷却粉砕装置４では、バ
ルブ４５を開いて前記液体窒素製造プラント１から適量
の液体窒素を冷却槽４１に供給し、蓋体４６を閉じて、
装入した予備粉砕済かつ予冷済の廃棄物を冷却する。こ
の場合には上記廃棄物が生ゴミを主体とするものであ
り、かつ前段での予冷により比較的短い時間の冷却で充
分である。即ち、短い時間の冷却で脆化温度に達する。

【００３８】こうして廃棄物が充分冷却して凍結状態と
なり、前記したように、それ自体が脆い状態になった時
点を経過した後、前記撹拌粉砕装置４４を動作させる。
即ち、前記予備粉砕装置３に於ける場合と同様に、回転
駆動体４３により該冷却槽４１内の前記撹拌部材４２を
回転動作させ、該冷却槽４１内の廃棄物を撹拌し、相互
を強く衝突させて必要なだけ細かく粉砕する。前記した
ように、紙類や布類も水分含有状態となっており、予冷
及び本冷却を通じて水分が完全に凍結することで、これ
らもまた生ゴミと同様に細かく粉砕される。

【００３９】上記冷却槽４１に於いて、撹拌粉砕時間
は、必要なサイズまでの粉砕が行われる時間であるのは
当然であるが、同時に液体窒素の気化が完了するまでの
時間であるのが適当である。そういう意味で、液体窒素
の供給量は必要な粉砕が完了するまでに気化する程度で
あるのが適当である訳である。

【００４０】こうして撹拌粉砕装置４４による撹拌粉砕
動作が終了した後、蓋体４６を開け、この冷却槽４１を
転動傾斜させてコンベア装置６上に粉砕物を徐々に排出
する。コンベア装置６は該粉砕物を受け取って更に細か
く分別する分別装置に移送する。生ゴミを主体とする廃
棄物の粉砕処理を行ったものであるが、その中にはプラ
スチック類等も含まれている可能性があり、これらは僅
かであるから分別しなくても特に問題はないが、必要が
あれば、適当な手段で分別する。

【００４１】

【発明の効果】本発明によれば、廃棄物を液体窒素によ
り極低温に冷却して脆くし、その後で撹拌粉砕すること
としたので、非常に容易に比較的小さな力で粉砕するこ
とができるとともに、燃やすのでなく、粉砕してしまう
ので、その過程で有害又は悪臭を発するガス等の発生が
ない。

【００４２】また本発明によれば、生ゴミに含まれるこ
とのある雑誌等の紙類や布類も水分含有状態となり、凍
結状態で粉砕されるので、容易にかつ確実に細かく粉砕
することができる。

【００４３】本発明では、以上のように、廃棄物が粉砕
されて粉粒体又は片状になるので、分別装置による分別
が極めて容易である。また粉砕分別装置によって粉砕し
得なかった残留物を容易に分別し得るものでもある。し
たがって有用な成分については容易に再資源化ができ、
埋め立て等の廃棄するしかない成分は殆どなくなってし
まう。

【００４４】生ゴミの粉砕物については容易にコンポス
ト化でき、プラスチック廃材の粉砕物や金属片などは再
利用が容易になる。

【００４５】また、前記のように、埋め立てせざるを得
ない成分は殆どなくなってしまうので、埋立処分場の確
保の問題がかなりの程度で改善され、かつ燃やすのでは
ないので、重油等の燃料が不要となる。このシステムで
用いる液体窒素は空気中から得るものであり、資源の利
用に於いて問題がなく、かつ空気中に蒸発しても何の害
も生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に用いる廃棄物処理システム
の概念図。

【符号の説明】

１ 液体窒素製造プラント ２ 粉砕準備装置 ２１ 粉砕準備槽 ２２ 撹拌部材 ２３ 回転駆動体 ２４ 撹拌装置 ２５ エア噴射のズル ２６ 水噴霧ノズル ３ 予備粉砕装置 ３１ 予冷槽 ３２ 撹拌部材 ３３ 回転駆動体 ３４ 撹拌粉砕装置 ３５ 冷風供給装置 ３６ タンク ３７ ポンプ ３８ バルブ ３９ 蓋体 ４ 冷却粉砕装置 ４１ 冷却槽 ４２ 撹拌部材 ４３ 回転駆動体 ４４ 撹拌粉砕装置 ４５ バルブ ４６ 蓋体 ５ コンベア装置 ６ コンベア装置

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 廃棄物を受け入れる粉砕準備槽、受け入
   れた廃棄物について、これに含まれる生ゴミ類の水分を
   布類及び紙類にも含浸させて平均化させるべく撹拌する
   撹拌手段、及び重なりあった紙類及び布類を含む廃棄物
   中にエアを噴射して紙間、布間及びその他の廃棄物間に
   隙間をあけて水分等の流込を良好にするエア噴射手段を
   備えた粉砕準備装置と、 上記粉砕準備装置で水分の分布が均一化された廃棄物を
   受け取り、該廃棄物に液体窒素を加えて冷却脆化する冷
   却槽、及び該冷却槽中で冷却脆化された廃棄物を粉砕す
   べく動作する粉砕手段からなる冷却粉砕装置と、 で構成した廃棄物処理システム。
2. 【請求項２】 前記エア噴射手段のエア噴射口をエアの
   噴射中、噴射方向をランダムに変化させるように構成し
   た請求項１の廃棄物処理システム。
3. 【請求項３】 液体窒素製造プラントを構成し、前記冷
   却粉砕装置の冷却槽に装入される廃棄物に加えられる液
   体窒素を製造することとした請求項１又は２の廃棄物処
   理システム。