JP2014226576A - 廃棄物からの再生砕石の回収システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、廃棄物からの再生砕石の回収システムに関し、従来の廃棄物からの再生砕石の回収システムにおける精選された再生砕石の純度と回収率を向上させることが課題であって、それを解決することである。【解決手段】建設混合廃棄物における再生砕石から精選された精選再生砕石と異物とを分離する回収システムにおいて、前記建設混合廃棄物における再生砕石から色彩選別の対象として不適切な大きさの微粒分を分離して除く第１選別装置を配設し、前記第１選別装置の後に前記再生砕石を精選された精選再生砕石と異物とを分離する色彩選別装置を配設した廃棄物からの再生砕石の回収システム１とする。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば建築混合廃棄物から砕石を回収しリサイクルするための、再生砕石の回収システムに関するものである。

新築工事現場および解体工事現場から排出される建設廃棄物には、現場分別がなされ単品で排出されるコンクリート塊、建設発生木材、紙くず、廃プラスチック類、金属くず、陶磁器くず等と、現場分別後に残ったそれらの混合物である建設混合廃棄物とがある。再資源化率はコンクリート塊で98%、建設発生木材で80%と高い水準にあるが、建設混合廃棄物は20%以下に低迷している。（国土交通省発表：平成17年度では15%）
建設混合廃棄物の再資源化率アップのために、建設混合廃棄物に含まれる木くず、紙くず、廃プラスチックはサーマルリサイクルとして、建設混合廃棄物に含まれるコンクリート塊は再生砕石としてリサイクルが求められている。
建設混合廃棄物に含まれるコンクリート塊を再生砕石として回収する方法として、建設混合廃棄物を選別し易い大きさに破砕し、その後に選別処理を行うが、従来の選別方法は、風力選別、比重差選別、形状選別などがあるが、いずれも異物の混入が避けられず、分離回収する上で十分な効果を発揮できない状況にある。例えば、木屑、ガラス、レンガ、硬質プラスチック、非鉄金属類など、比重の似かよって不定形のものが混入する。
建設混合廃棄物から回収したコンクリート塊が再生砕石として広く、路盤材、埋め戻し材、仮設材等に利活用されるためには、更なる精選処理が必要である。
また、単品で排出されるコンクリート廃材から良質な骨材を得るために、特許文献１に記載された、骨材とそれ以外の異物を可視光域と近赤外光域の輝度によって検出し当該異物を除去する除去手段を備えた異物除去装置が知られている。

特開２００８−２１５８６２号公報

しかし、従来の建設混合廃棄物からの砕石を回収するには、異物の混入があるので、これらの不要なものを選別して廃棄し、砕石のみを選別する必要がある。そこで、従来の選別方法は、風力選別、比重差選別、形状選別などがあるが、いずれも異物を分離する上で十分な効果を発揮できない状況にある。また、特許文献１の前記異物除去装置では、コンクリート廃材の骨材を対象にするものであり、建設混合廃棄物を処理対象にしていないので、そのままでは再生砕石の回収に適用することができない。本発明に係る廃棄物からの再生砕石回収システムは、このような課題を解決するために提案されたものである。

本発明に係る廃棄物からの再生砕石の回収システムの上記課題を解決して目的を達成するための要旨は、建設混合廃棄物における再生砕石から精選された精選再生砕石と異物とを分離する回収システムにおいて、前記建設混合廃棄物における再生砕石から色彩選別の対象として不適切な大きさの微粒分を分離して除く第１選別装置を配設し、前記第１選別装置の後に前記再生砕石を精選された精選再生砕石と異物とを分離する色彩選別装置を配設したことである。

前記第１選別装置が、微粒分を分離するとともに、再生砕石を粗粒と細粒とに選別する２段スクリーンであることである。

前記色彩選別装置に配設された上下のカメラのうちの下カメラに対する保護用ケースにおいて、該保護用ケースのガラス面を清掃する清掃装置が設けられていることである。
更に、保護用ケースのガラス面に、強化ガラス製の保護板が設けられていることである。

前記第１選別装置の後で色彩選別装置の前に、非鉄金属類を選別して除く非鉄金属選別装置を配設したことである。

前記色彩選別装置において、木屑の選別のために可視光域輝度と近赤外光域輝度との反射率の差を比較して建設混合廃棄物から木屑を選別することを含むものである。

本発明の廃棄物からの再生砕石の回収システムによれば、精度の高い再生砕石を生産することができる。建設混合廃棄物から再生砕石を回収することができて，環境負荷が低減され再生砕石の活用範囲が広がる。
第１選別装置を再生砕石を粗粒と細粒とに選別する２段スクリーンにすることで、選別精度が向上して、精選再生砕石の純度と回収率とが向上する。
また、色彩選別装置と非鉄金属選別装置とを組み合わせることで、建設混合廃棄物の選別量を効率よく増大させ、非鉄金属も分類することで総合処理システムを確立することができると言う優れた効果を奏するものである。

本発明に係る廃棄物からの再生砕石の回収システム１の全体を示す概略図（Ａ）と、第１選別装置を２段スクリーンにした場合の構成図（Ｂ）である。 同本発明の廃棄物からの再生砕石の回収システム１における色彩選別機４の全体概略図である。 同色彩選別機４における色彩選別の基本構造を示す一部拡大側面図である。 同色彩選別機４の良品・不良品の落下軌跡の説明図である。 同色彩選別機４における、感度の設定に関する光の反射率の差が物品で異なることを説明する説明図である。 同色彩選別機４におけるＢ−Ｒ閾値設定に関する説明図である。 良品・不良品等を判断する際の、色彩選別機４における識別エリアの設定に関する説明図である。

本発明に係る廃棄物からの再生砕石の回収システム１は、図１（Ａ）に示すように、第１選別装置であるスクリーン２と、色彩選別装置４とを少なくとも設けてなる回収システムである。

本発明に係る再生砕石の回収システム１は、図１（Ａ）に示すように、建設混合廃棄物５の再生砕石６ａから、精選再生砕石６と異物６ｂとを分離する回収システムである。前記建設混合廃棄物５における再生用の再生砕石６ａのうち、径が例えば、７ｍｍ〜４ｍｍ以下程度の微粒分を分離して除く第１選別装置であるスクリーン２を配設している。

前記建設混合廃棄物５を破砕選別システム１ａで選別した後の再生砕石６ａから、微粒分を排除するのは、以下の目的のためである。

まず、後述する色彩選別装置４の選別精度を向上させるためである。微粒分が混じっていると、その細かな異物に反応し、その回りの良品が不良品側に排除される伴連れが増えることになり、再生砕石の回収率が悪くなるからである。

また、前記色彩選別装置４の選別性能に係る選別調整において、細かな異物に反応しにくくする設定（識別サイズを大きく）にすると、反応しない異物が増えて砕石純度が低下するからである。

更に、前記色彩選別装置４の再生砕石６ａに対する選別精度を維持しようとすると、極端に供給量を下げて処理することになって、処理量が低下するので、それを防止するためである。そして、微粒分があると、ホコリの発生が増えてカメラの識別低下の原因となるからである。

なお、前記第１選別装置のスクリーン２の他の実施例として、図１（Ｂ）に示すように、再生砕石６ａの粒度を細分化する２段振動スクリーンにすることもできる。これは、図１（Ａ）に示す投入前の再生砕石６ａを、例えば、粗粒（３５〜１５mm）、細粒（１５〜６mm）に粒度分けして、２台の色彩選別機４に別々に投入するものである。なお、粗粒と細粒との境界は、前記１５mmの他に、１６mm〜１３mm程度にするなど、再生砕石６ａの粒度の状態に合わせて、適宜に調整できるものである。

これにより、処理物の粒度の幅が狭くなると、その粒度に応じた最適の設定条件にすることができる。粗粒処理において識別サイズを大きくすることができ、小さな異物に反応しすぎるということが無くなり、回収率が向上する。また、識別サイズを大きくした分、感度を強めることができるため砕石純度が向上する。そして、細粒処理において、識別サイズを小さくできるので、純度が向上する。

前記第１選別装置であるスクリーン２の後に、精選された精選再生砕石６と異物６ｂとを分離する色彩選別装置４を配設している。なお、図１に示すように、第１選別装置のスクリーン２の後で色彩選別装置の前に、非鉄金属類を選別して除く非鉄金属選別装置３を配設することもある。これは、砕石と同色系の非鉄金属を回収できないため、色彩選別の前処理として有効だからである。これにより、色彩選別機４の負担が軽減される。また、色彩選別機４では非鉄金属のみを回収できないので、有用な非鉄金属を回収するためである。

前記色彩選別装置４は、図２乃至図３に示すように、再生砕石６ａを投入するホッパー８と、投入シュート９と、搬送ベルト１０と、色彩選別機構部１１とからなる。まず、破砕選別システム１ａから選別された再生砕石６ａが、前記ホッパー８に投入される。

前記ホッパー８に投入された再生砕石６ａは、フィーダー皿８ａに落下して受けられ、振動フィーダー８ｂで振動させられて前進し、投入シュート９を滑り降りて加速される。これは、再生砕石６ａを搬送ベルト１０の速度まで加速させることで、ベルト上の転がりを防止して早く静止させ安定させるためである。また、搬送ベルト１０のベルト速度は、高速にすることによって選別対象の再生砕石６ａを引き離し、選別しやすくしている。この搬送ベルト１０で後方の色彩選別機構部１１に再生砕石６ａが搬送される。

前記色彩選別機構部１１は、図４に示すように、光源としての上部照明１２と下部照明１３とが配設され、その光源は、青蛍光灯、赤蛍光灯、近赤外ＬＥＤ１２ａ，１３ｃである。また、ＣＣＤカメラ１４ａ，１４ｂが上下に配設され、そのカメラ視線の先に比較色板（バックグランド）１５がそれぞれ配設されている。

そして、再生砕石６ａを精選された精選再生砕石６と異物６ｂに分離させる空気銃（エジェクター）１６が出口近傍に配設されている。この空気銃１６の操作は、前記ＣＣＤカメラ１４ａ，１４ｂにより制御装置（図示せず）が、良品と不良品との判別を行い、再生砕石６ａの飛翔距離とタイミングを合わせて前記制御装置からの指令で不良品（異物６ｂ）を下に吹き飛ばすように、操作されるものである。

前記色彩選別装置４に配設された上下のＣＣＤカメラのうち、下ＣＣＤカメラ１４ｂは、選別対象物が裏表で色の異なる場合にも対応して精度を上げるためである。図３に示すように、この下ＣＣＤカメラ１４ｂに対する保護用ケース１３ａにおいて、該保護用ケース１３ａのガラス１３ｂの上面を清掃する清掃装置（図示せず）が設けられている。

この清掃装置の具体例としては、回転式若しくは揺動式のワイパーで自動クリーニングしたり、近傍に設置したエアブローで粉塵などを強力にガラス面から、吹き飛ばしたりするものである。

また、前記保護用ケース１３ａのガラス１３ｂ面に、強化ガラス製の保護板が設けられている。これは、再生砕石６ａ等の落下により、ガラス１３ｂの上面が傷付かないようにしたり、割れたりしないようにするためである.

更に、図４に示すように、精選された精選再生砕石６と異物６ｂとの選別作業において、ベルト１０の速度（一例として、１５０ｍ／min）での再生砕石の軌跡と、異物６ｂが空気銃１６により飛ばされる軌跡とが異なることから、その軌跡の中間部分に上下方向に移動（一例として１００ｍｍ程度）する仕切り調整板１７が設けられている。この仕切り調整板１７の位置は、適宜に実施により良品率を検証して、設定するものである。

図４乃至図５に示すように、前記色彩選別装置４の色彩選別機構部１１においては、木屑の選別のために、短波長領域Ｂ−長波長領域Ｇの可視光域の組み合わせよりも、短波長領域Ｂ−近赤外領域Ｒの組み合わせの方が、反射率の差が大きく有効である。

これは、図５に示すように、木屑と砕石との反射光を、波長の差で近赤外Ｒ，長波長Ｇ，短波長Ｂに分光すると、反射率が異なっているからである。かかる反射率の差は、木屑のような有彩色で大きく、砕石の無彩色で小さい。

そこで、例えば、図５に示すように、前記近赤外Ｒ−短波長Ｂの２次元の組み合わせにおいて、暗い木屑（図中符号（３））と明るい木屑（図中符号（４））及び暗褐色木屑（図中符号（６））は、短波長（Ｂ）領域では反射率が「小」で、近赤外（Ｒ）領域では反射率が「大」である。

これに対して、濃いグレー砕石（図中符号（１））と薄いグレー砕石（図中符号（２））とは、短波長（Ｂ）領域でも、近赤外（Ｒ）領域でも反射率が「小」である。また、白い砕石（図中符号（５））は、反射率が短波長（Ｂ）領域でも、近赤外（Ｒ）領域でも反射率が「大」である。これによって、砕石と木屑との区別が判るものである。なお、このほか、短波長Ｂ−長波長Ｇの組み合わせ、長波長Ｇ−近赤外Ｒの組み合わせも、反射率の差によって採用することが可能であって、排除するものではない。

前記短波長（Ｂ）領域と近赤外（Ｒ）領域とにおける、ＢセンサーとＲセンサーの信号強度の良品・不良品の閾値は、図６に示すように、図中の８本の点線（感度線）により設定するものである。良品である砕石の信号領域に対して木屑の波形は左斜め下方向に波形が伸びる。よって、感度線を適宜に調整することにより適切な範囲に絞ることができて、建設混合廃棄物５の選別において、精選された精選再生砕石６の良品率を向上させるものである。

また、前記Ｒセンサー，Ｂセンサーにおける良品と不良品を判断する、再生砕石６ａに対しての判定エリアについては、図７に示すように、処理物の大きさ、色調等に応じて設定される。この図に示すように、１個のマスがＣＣＤカメラ１４ａ，１４ｂの感度設定による識別単位（０．６mm×０．３mm程度）である。そして、判定エリアを（Ｖ＝４個）×（Ｈ＝７個）＝２８個のマス目とし、良・不良の判定サイズをＳ＝６とすると、黒で示す不良部のマス目がＳ＝６以上で選別され、例えば、マス目が６個あると、ＥＪ（エジェクト）作動する。また、Ｓ＝１５に設定すると、黒のマス目が１５以上有るとＥＪ（エジェクト）作動するのである。

このように色彩選別機４を使用する事により、従来では食品の選別に使用されていたものが、これを異分野において新規に再生砕石６ａの選別に使用することで、建設混合廃棄物５に対する選別処理能力を拡大することができる。

以上のような本発明に係る再生砕石の回収システム１の使用方法について説明する。建設混合廃棄物５が、図１に示すように、破砕選別システム１ａを経て再生砕石６ａが、スクリーン２により、例えば、径が７ｍｍ〜４ｍｍ以下程度の微粒分が排除される。

その後に、色彩選別機４により、木屑等で反射率の差が大きく現れて特に有効な短波長（Ｂ）領域と近赤外（Ｒ）領域との反射率の相違を利用して、再生砕石６ａに含まれるガラス、レンガ、硬質プラスチック、非鉄金属類などや、木屑などを、制御装置と該制御装置に制御される空気銃１６によって回収除去して、精選再生砕石６の回収率と純度を向上させる。

また、前記スクリーン２の後に、非鉄選別機３を介在させることで、事前に非鉄金属類を排除する事で、その後の色彩選別機４の負担を軽減し、精選再生砕石６の回収率を向上させるものである。こうして、精度の高い精選された精選再生砕石６を生産することができる。

また、色彩選別機構部１１において、下カメラ用の保護ケースのガラス面を清掃する清掃装置を設けることで、機能の維持を図ることができる。更に、このガラスを強化ガラスにすることで、ヒビや割れ等の障害を防止することができる。

本発明に係る再生砕石の回収システム１により、再生砕石を効率よく回収し、その選別処理量も多くなり、非鉄金属の回収も行えて、建設混合廃棄物５の総合処理システムとして貢献し、環境負荷低減にも広く活用できるものである。

１ 再生砕石の回収システム、 １ａ 破砕選別システム、
２ スクリーン、
３ 非鉄選別機、
４ 色彩選別機、
５ 建設混合廃棄物、
６ 精選再生砕石、 ６ａ 投入前の再生砕石、
６ｂ 異物、
７ 非鉄金属類、
８ ホッパー、 ８ａ フィーダー皿、
８ｂ 振動フィーダー、
９ 投入シュート、
１０ 搬送ベルト、
１１ 色彩選別機構部、
１２ 上部照明、 １２ａ 上部近赤ＬＥＤ、
１３ 下部照明、 １３ａ 保護ケース、
１３ｂ ガラス、 １３ｃ 下部近赤ＬＥＤ、
１４ａ，１４ｂ ＣＣＤカメラ、
１５ 比較色板（バックグランド）、
１６ 空気銃（エジェクター）、
１７ 仕切り調整板、
１８ 良品の領域。

Claims (6)

1. 建設混合廃棄物における再生砕石から精選された精選再生砕石と異物とを分離する回収システムにおいて、
   前記建設混合廃棄物における再生砕石から色彩選別の対象として不適切な大きさの微粒分を分離して除く第１選別装置を配設し、
   前記第１選別装置の後に前記再生砕石を精選された精選再生砕石と異物とを分離する色彩選別装置を配設したこと、
   を特徴とする廃棄物からの再生砕石の回収システム。
2. 第１選別装置が、微粒分を分離するとともに、再生砕石を粗粒と細粒とに選別する２段スクリーンであること、
   を特徴とする請求項１に記載の廃棄物からの再生砕石の回収システム。
3. 色彩選別装置に配設された上下のカメラのうちの下カメラに対する保護用ケースにおいて、該保護用ケースのガラス面を清掃する清掃装置が設けられていること、
   を特徴とする請求項１または２に記載の廃棄物からの再生砕石の回収システム。
4. 保護用ケースのガラス面に、強化ガラス製の保護板が設けられていること、
   を特徴とする請求項３に記載の廃棄物からの再生砕石の回収システム。
5. 第１選別装置の後で色彩選別装置の前に、非鉄金属類を選別して除く非鉄金属選別装置を配設したこと、
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の廃棄物からの再生砕石の回収システム。
6. 色彩選別装置において、木屑の選別のために可視光域輝度と近赤外光域輝度との反射率の差を比較して建設混合廃棄物から木屑を選別すること、
   を特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の廃棄物からの再生砕石の回収システム。

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