材料回収施設

材料回収施設、材料再生施設、材料リサイクル施設、または多目的再利用施設（MRF、「マーフ」と発音）は、エンドユーザーメーカーに販売するためにリサイクル可能な材料を受け取って分離し、準備する特殊な廃棄物選別およびリサイクルシステム^[1]です。一般的に、主なリサイクル可能な材料には、鉄金属、非鉄金属、プラスチック、紙、ガラスなどがあります。有機食品廃棄物は嫌気性消化または堆肥化に使用されます。無機不活性廃棄物は建築材料の製造に使用されます。リサイクルできない高カロリー廃棄物は、RDFおよびSRFの製造に使用されます。

米国には300以上の材料回収施設がある。^[2]市場規模は2019年時点で66億ドルと推定されている。^[3]

2016年時点で、トップ75社はニューヨーク州ブルックリンのSims Municipal Recyclingがトップでした。^[4] Waste Managementは合計95のMRF施設を運営しており、そのうち26がトップ75にランクインしています。ReCommunityはトップ75のうち6つを運営しています。Republic Servicesはトップ75のうち6つを運営しています。Waste Connectionsはトップ75のうち4つを運営しています。

2018年に米国北東部で行われた調査では、1トンあたりの処理コストは82ドルで、1トンあたり約45ドルの価値と比較して低いことが判明しました。^[5] 1トンの構成は、混合紙が28％、古い段ボール容器（OCC）が24％でした。^[5]

OCCの価格は2019年に入って下落した。^[6]製紙工場3社は、リサイクル繊維をより多く使用する取り組みを発表した。^[7]

ガラスのリサイクルはこれらの施設にとって費用がかかるが、ある研究ではガラス処理の改善に投資することでコストを大幅に削減できると推定されている。^[8]テキサス州では、オースティンとヒューストンにガラスのリサイクルに投資した施設があり、それぞれバルコネス・リサイクルとFCCエンバイロンメントによって建設・運営されている。^[9]

ロボットは業界全体に広がり、選別作業を手伝っています。^[10]

廃棄物は、収集トラックによって傾斜床に投棄されたときにMRFに入ります。次に、材料はすくい上げられ、コンベアベルトに載せられ、事前選別エリアに運ばれます。ここで、人間の作業員がリサイクルできないアイテムの一部を取り除き、埋め立て地または焼却炉に送られます。^[11] 5〜45％の「汚れた」MRF材料が回収されます。^[要出典]リチウム電池、プロパンタンク、エアゾール缶など、火災の原因となる可能性のある潜在的な危険物も取り除かれます。リサイクル機器に絡まる可能性のあるビニール袋やホースなどの材料も取り除かれます。^[11]そこから、材料は別のコンベアベルトを介してディスクスクリーンに運ばれ、平らな段ボール箱などの幅広で平らな材料と、缶、瓶、紙、ボトルなどのアイテムが分離されます。平らにされた箱はディスクスクリーンを横切って反対側へ運ばれ、他のすべての材料は下に落ち、そこで紙は送風機で廃棄物から分離されます。段ボールと紙の流れは、プラスチック、金属、ガラスがないことを確認するより多くの人間の労働者によって監視されています。^[11]新しいMRFまたは改造されたMRFでは、事前選別と品質管理に人間の代わりに産業用ロボットが使用される場合があります。^[11]ただし、材料の流れ内のあらゆる種類の汚染物質を除去するには、人間の手と神経系の器用さを再現する必要があるため、選別プロセスから人間の労働力を完全に排除することは、当面ありそうにありません。 これに関する技術的な制限には、ロボットハンドを設計する必要があるメカトロニクスとコンピューターサイエンスの高度な概念と、システムの時間制約内で別の正確な移動アルゴリズムを作成する非常に柔軟なアルゴリズムが含まれます（たとえば、現代のプロセッサでこれを行うには30,000行のコードという非常に概算の見積もりでは、選別ラインで有効にするには長すぎる遅延が発生します）。言い換えれば、すべてのピックの廃棄物のすべての構成について、ロボットの手の動きの百科事典を検索する必要があり、すべての条件を反復ごとにチェックする必要があるため、量子コンピューティングを使用しても計算上克服できない可能性があります。^{[引用が必要]}

金属はまず電磁石でプラスチックやガラスから分離され、鉄金属が除去されます。次に渦電流分離機でアルミニウムなどの非鉄金属が除去されます。^[11]

ガラスとプラスチックの流れは、さらにディスクスクリーンで分離されます。ガラスは輸送しやすいように粉砕されてカレットになります。次に、プラスチックはポリマーの種類ごとに分離されますが、多くの場合、赤外線技術（光学選別）が使用されます。赤外線はポリマーの種類によって反射の仕方が異なります。識別されると、空気のジェットがプラスチックを適切な容器に噴射します。MRFは、プラスチックのポリマーの一部のみを収集してリサイクルし、残りは埋め立て地または焼却炉に送られる場合があります。分離された材料は梱包され、施設の出荷ドックに送られます。^[11]

クリーンMRF は、家庭または商業源から発生した都市固形廃棄物 から、発生源で既に分別されたリサイクル可能な材料を受け入れます。クリーン MRF にはさまざまな種類があります。最も一般的なのは、すべてのリサイクル可能な材料が混合されるシングルストリーム MRF と、発生源で分別されたリサイクル可能材料が混合コンテナ ストリーム (通常はガラス、鉄金属、アルミニウムおよびその他の非鉄金属、PET [No.1] およびHDPE [No.2] プラスチック) と、段ボール箱、新聞、雑誌、事務用紙、ジャンク メールを含む混合紙ストリームで提供されるデュアル ストリーム MRF です。材料は仕様に合わせて仕分けされ、梱包、細断、粉砕、圧縮などの処理が行われ、市場に出荷される準備が整います。

混合廃棄物処理システム（ダーティMRFとも呼ばれる）は、混合固形廃棄物の流れを受け入れ、その後、手作業と機械による選別を組み合わせて、指定されたリサイクル可能な材料を分離します。選別されたリサイクル可能な材料は、エンドマーケットで確立された技術仕様を満たすために必要なさらなる処理を受ける可能性があり、混合廃棄物の流れの残りは埋立地などの処分施設に送られます。今日、MWPFは、発生源分別リサイクル収集システムへの参加率の低さに対処し、変換技術用の燃料製品や原料を準備する方法として、新たな関心を集めています。MWPFは、路上や他の廃棄物収集システムによって実証されているよりもはるかに高い率でリサイクルする機会をコミュニティに提供できます。技術の進歩により、今日のMWPFは以前のバージョンとは異なり、多くの点で優れています。^[12]

2004年頃、新しい機械的生物学的処理技術として湿式MRFが利用され始めました。^{[13]これは汚れたMRFと水を組み合わせて、出力ストリームを濃縮、分離、洗浄する働きをします。また、生分解性有機物を水圧破砕して溶液に溶解し、}嫌気性消化に適したものにします。

アメリカでは、現代のMRFは1970年代に始まりました。 ピーター・カーターはコネチカット州ブランフォードに、米国初の「材料回収施設（MRF）」であるリソース・リカバリー・システムズ社を設立しました。^{[14] [15] [16]}

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