LU93166B1 - Process for the treatment of household waste and recovery of building and demolition rubble and plastic waste for recycling and transformation into various building materials - Google Patents

Abstract

The object of the present invention is a method of manufacturing building materials comprising the following steps: • Mixing of household waste, plastic waste and demolition or building rubble ground with solvent-liquefied polystyrene and with a hydraulic binder based on calcium aluminates, • Extraction of the mixture obtained, • Compaction / pressing of said mixture in an extruder / press at a pressure of between 150 and 300 bar, as well as the materials obtained and their use. Fig. 1 93166

Description

PROCÉDÉ DE TRAITEMENT OF THE ORDURES MÉNAGÈRES ET VALORIZATION DES GRAVATS DE CONSTRUCTION ET DE DÉMOLITION ET OF THE DÉCHETS DE MATIÈRE PLASTIQUE EN VUE DE LEUR RECYCLING ET

TRANSFORMATION EN DIVERS MATÉRIAUX DE CONSTRUCTION

Domaine technique [0001] The present invention concerne and proclaim the concept of the ordinance ménagères et la valorisation of the gravitational de construction et de démolition et des déchets en matière plastique en vue de leur, recycling and diversification of various matériaux de construction.

Etat de la technique L'évacuation et le recyclage des ordures ménagères permettent d'éviter l'enfouissement dans nos sous-sols de déchets dont une bonne partie n'est pas biodégradables. Ceux-ci polluent et mettent en danger les nappes phréatiques pour plusieurs centaines d'années. La croissance continuelle de volume de ces déchets pose un véritable problème de santé publique.

[0003] The pollution issue re d dé déjets plastiques non biodégradables est également préoccupante. Cette menace touche l'ensemble of the milieux aquatiques de notre planète. Les déchets plastiques regroupent l'ensemble of the matériaux plastiques contenus dans les emballages, téléphones et ordinateurs, sans oublier les plastiques produits par l'industrie automobiles comme les pare-chocs de voitures, etc .....

Les gravats de construction et de molition posé également un grande troeme aux centres d'enfouissement: ceux-ci sont obligé de stocker des déchets dont une partie au moins pourrait facilement etre recyclée.

[0005] Le volume représenté par tous ces déchets pose un problème majeur à l'échelle mondiale. Le stockage de ces différentes matières inquiète fortement of municipalities and représente pour elles un défi tant sous lélange financier, the installations de traitement et la stédition des déchets étant très coûteuses, que sous l'angle environnemental, notamment à cause de la formation d 'odeurs nauséabondes de type NH3 / H2S / SO2.

L'incinération de ces déchets plastiques et ordures ménagères n'est pas une solution envisageable compte tenu des volumes énormes a traiter, de la pollution générée et du coût financier d'une telle opération.

[77] est est don don cent déent déent déent desent des dé solutions ens de ens de ens de ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens ens stock ens stock ens stock ens stock. Est est don don cent déent déent solutions ens solutions ens solutions ens ens ens ens ens ens ens ens ens. Idéalement, cette solution permettrait de transformer et de valoriser durablement ces déchets.

Objet de l'invention Afin de résoudre le problème mentionné ci-dessus, the present invention propose de fournir un procédé permettante de recycler les ordures ménagères, the gravitational de construction and the démplition plastiques non biodégradables.

Il s'agit de valoriser l'ensemble of déchets précédemment énumérés en procédant à leur transformation en dalles ou en matériaux de construction.

Description of the Invention The invention relates to the manufacture and manufacture of materials of construction and construction in the spirit of the invention: a) Mélange d'ordures ménagères, de déchets plastiques et de gravats de démolition ou de construction broyés avec du polystyrène liquéfié par un solvant et avec un liant hydraulique à base d'aluminates de calcium. b) Extraction du mélange obtenu. c) Compactage / pressage dudit mélange dans une extrudeuse / press à une pression entre 150 et 300 bar.

Ce procédé permet de recycler les ordures ménagères, les gravats de construction ou de démolition et les déchets plastiques non biodégradables pour obtenir un matériau de construction.

Selon un mode de réalisation particulier, on soumet les ordures ménagères à un traitement avant de les ajouter au mélange. Ce traitement pêt être choisi parmi un broyage, une séparation des métaux ferreux et / ou une séparation des métaux non-ferreux.

Optionnellement, on peut également ajouter des boues de stations d'épuration au mélange de l'étape a). Ces boues de stations d'épuration sont de préférence centrifugées avant l'ajout à l'étape a).

Les ordures ménagères et / ou les boues de stations d'épuration peuvent être traitées par pulvérisation de peroxide of the hydrogène suivie de l'addition de chaux vive avant leur ajout a l'étape a), afin de détruire les odeurs et de les stériliser.

Lesdits déchets plastiques sont choisis de préférence parmi le polystyrène (PS) á haute densité, le polyéthylène (PE), le polypropylène (PP), le chlorure de polyvinyls (PVC), l'acrylonitrile butadiène (ABS), le polyéthylène téréphtalate (PET), les polyamides, polycarbonates, polyacrylic et le polyuréthane (PU) et leurs mélanges.

Ces déchets plastiques sont de préférence broyés à moins de 15 millimètres avant leur ajout a l'étape a).

Le polystyrène est liquéfié en mélangeant du polystyrène micronisé à entre 200 et 700 microns avec un solvant à froid.

Le solvant utilisé est de préférence le pinène, soit l'alpha-pinène (trimethyl-2,6,6-bicyclo [3.1.1] hept-2-ène) or le béta-pinène (6,6-diméthyl -2-methyl-bicyclo [3.1.1] heptane) soit un mélange des deux. Il peut être utilisé seul ou en combinaison avec un autre solvant du polystyrène comme p.ex. le limonene (1-methyl-4-prop-1 -ene-2-yl-cyclohexene).

[0019] L'extraction dudit mélange obtenu est réalisée de préférence au moyen d'un vis d'Archimède de transport.

The extrudeuse / press de l'étape c) which chooses a par exemple parmi une press à briques, a press à parpaings ou a press à dalles.

Selon un autre aspect, on propose également un matériau de construction obtenu selon le procédé décrit ici. Le matériau comprend: -15 à 30% en poids d'ordures ménagères, optionnellement de boues issues du traitement des eaux usées ainsi que de la production industrial et ayant subi un traitement en amont, - 15 à 30% en poids de gravats de démolition ou de construction broyés, à l'exception de la ferraille, du bois, du plâtre et autres éléments gênants. - 10 à 30% en poys de déchets plastiques de haute densité broyés à moins de 15 millimètres. - 5 à 10% en poids de polystyrène liquéfié à froid à l'aide d'un solvant naturel et micronise au préalable entre 200 et 700 microns. -10 à 30% en poids de liant hydraulique à base d'aluminates de calcium.

[0022] Les pourcentages en poids se rapportent au poids total de matériau de construction et sont choisis de telle sort pour arriver à un total de 100%.

Ces matériaux de construction peuvent facilement être utilisés entre autres pour la construction de bâtiments, hangars, murs anti-bruit, maisons, abribus etc., ou dans le secteur des travaux publics, par exemple for the soubassement de routes ou de constructions ou encore pour renforcement de digues.

Description générale de l'invention D 'autres particularités et caractéristiques de l'invention Résortiront de la description détaillée de quelques modes de réalisation avantageux présentés ci-dessous, à titre d'illustration.

Les ordures ménagères (tout venant) sont décharges soit dans des fosses, soit dans the aires de stockages intermédiaires (3 jours de capacité de stockage). De là, elles sont reprises par t grappin ou autre engins pour être déposées sur des tapes d'alimentation de tri physique ou mécanique. Les éléments gênants (tels que bois, objets en fer acu, tissus, cuir, ampoules et batteries, tout objet plastique de basse ou haute densité) sont prélevés et stockés dans des bennes prévues à cet effet pour ensuite être recyclés ou éliminés.

Les ordures ménagères, triées au préalable, seront ensuite dirigées vers un trémie alimentant un broyeur primaire spécialement pour un broyage de tout élément qui aura à la sortie une waist inférieur à 50 millimètres A la sortie de ce broyeur primaire, les ordures tombent dans une goulotte vibrante, qui crée une coule d'ou les métaux ferreux restant sont extraits par un séparateur magnétique de type «OVERBAND» équipé d'un électro-aimant. Les métaux ainsi collectés sont entraînés vers une benne mobile, les ordures ainsi dé-métallisés continué sur un transporter à bande équipé, dans le tambour meneur, d'une bobine qui crée un courant de Foucault pour séparer les métaux non ferreux.

Ceux-ci sont également collectés dans une benne mobile à des fins de recyclage.

Les ordures dé-métallisées sont emportées par un transporter à bande à bord vers un broyeur secondaire pour être broyées à une waist inférieur à 15 millimètres. A la sortie du broyeur secondaire, les ordures sont à nouveau démétallisées pour séparer les substances métalliques encore présentes afin de protéger le malaxeur de la section de traitement. Celui-ci est équipé d'une goulotte vibrante qui crée une mono couche d'où les métaux ferreux sont extraits par un séparateur magnétique de type «OVERBAND» équipé d'un électro-aimant. Les métaux résiduels collectés sont entraînés vers la benne mobile prévue et cet effet et puis recyclés séparément. Il en de même pour les métaux non ferreux encore restant. Après cette séparation des métaux ferreux et non-ferreux, les ordures ménagères sont transportées vers la section de traitement.

Les ordures ménagères ainsi préparées sont alors acheminées par un transporte à bande un bac de traitement résistant aux réactions exothermiques pour y subir deux étapes de traitement successives. Ce traitement des ordures ménagères entraîne la destruction of the micro-organism pathogènes qu'elles contiennent. La première étape comprend la dispersion très fine de peroxyde d'hydrogène stabilisé (H2O2) à partir d'une station de dosage, répandue sur les ordures dans le bac de mélange. La seconde étape comprend l'ajout de chaux viv à partir d'une station de dosage. La chaux vive est mélangée aux ordures ménagères broyées, ce qui provoque une réaction exothermique et permet de neutraliser la plupart of the micro-organism pathogenes. A l'issue de ces traitements, la charge organique de ces ordures ménagères est stabilized et prête à l'emploi.

Les gravats de construction ou de démolition sont tout d'abord triés pour retirer le plâtre, la ferraille, l'aluminum, les gros blocs de béton dépassant les 10 centimeters, le bois, la laine de verre, les bidons, le verre et les plastiques. Tous ces matériaux seront évacués vers leurs filières de recyclage ou seront enfouis. Une fois débarrassés de ces matériaux gênants, les gravats seront ensuite concassés et broyés pour l'une taille de particules inférieure à 20 millimètres et être réutilisés dans la fabrication du nouveau matériau de construction.

Par déchets plastiques, on the basis of the present invention l'ensemble of the matériaux plastiques contenus dans les emballages, téléphones, ordinateurs ... ou produits par l'industrie automobiles comme les pare chocs de voitures, etc ... Il peut s'agir en particulier de thermoplasticiques. Les déchets plastiques peuvent être de haute ou de basse densité. On peut notamit citer le polystyrene (PS) de haute densité, le polyethylthene (PE), le polypropylene (PP), le chlorure de polyvinyle (PVC), l'acrylonitrile butadiene (ABS), le polyéthylène téréphtalate (PET), les polyamides , polycarbonates, polyacrylic and polyurethene (PU). In particulier lesdits déchets plastiques sont du polyéthylène (PE), you polypropylène (PP), you chlorure de polyvinyle (PVC) ou de l'acrylonitrile butadiène (ABS) .Tout ces déchets plastiques seront broyés à 15 millimètres maximum et utilisés pour la fabrication dudit matériau de construction.

Les déchets en polystyrene, sont micronisés jusqu'à atteindre of the grain d'une waist, entre 200 et 700 microns. Ils seront ensuite liquéfiés à froid à l'aide d'un solvant naturel qui peut notamment être du pinène (N ° CAS 80-56-8) un monoterpène bicyclique. Ce polystyrène liquéfié servira de liant lors de l 'agglomération des différents composants du mélange. On utilisera de préférence des déchets en polystyrène de basse densité. Ceux-ci proviennent de préférence du polystyrène expansé qui peut avantageusement avoir une densité de 10-15 kg / m3.

Les émanations libérées au cours de cette manipulation seront captées et réutilisées comme solvant.

A ce mélange d'ordures ménagères broyées, de déchets plastiques broyés et de gravats de construction concassés et broyés séparés des éléments gênants est rajouté le polystyrène liquéfié qui lui, un fois mélangé, isolera le matériau de construction de l'eau et de l'humidité et empêchera les déchets englobés en polluer à nouveau l'environnement.

Pour finr on rajoutera un liant hydraulique humidifié à base d'aluminates de calcium comme liant à haute performances, qui garantira la solidité du matériau, a résistance à la pression entre 12MPa. et 16 MPa. et un séchage rapide du mélange.

[0036] L'extraction dudit mélange depuis le bac de mélange étanche vers an extrudeuse / press ou presse à briques et parpaings est réalisée au moyen d'un vis d'Archimède de transport.

Selon un mode de réalisation de l'invention, l'extrudeuse / press ou presse à brique et parpaings utilisée pour le pressage du mélange comprenant of the ordures ménagères broyées à moins de 15 millimètres, de déchets plastiques de haute densité broyés également à moins de 15 millimètres, de polystyrène de basse densité micronisé entre 200 et 700 microns et liquéfié à l'aide d'un solvant (pinène) et de liant hydraulique à base d'aluminates de calcium humidifiés, dispose d'une capacité de pressage 150 and 300 bars.

Comme alternative à ce mélange, les ordures ménagères pourraient être remplacées, du moins en partie, par des boues de stations d'épuration centrifugées jusqu'à atteindre une siccité comprise entre 20% et 35% dans la même proportion en poids.

Elles seront également décontaminées, dépolluées c.-à-d. débarrassées de molécules polluantes et de microorganismes. Ce traitement est réalisé de préférence par pulvérisation de peroxyde d'hydrogène suivie de l'addition de chaux vive, ce qui provoquera une réaction exothermique et neutralisera les microorganismes pathogènes.

Selon un mode de réalisation de l'invention, le matériau de construction comprend entre 10 à 40% en poids d'ordures ménagères triées au préalable et ayant subi un traitement de décontamination et de dépollution décrit ci-dessus. Ces ordures ménagères peuvent être remplacées du moins partiellement par des boues de stations d'épuration ayant une siccité normal et dans les mêmes proportions en poids.

[0041] Selon un mode de réalisation de l'invention, le matériau de construction comprend entre 10 à 40% de poids de gravats de démolition ou de construction broyés et séparés des éléments gênants (bois, plâtre, ferraille, etc ...) , Selon un autre mode de réalisation, le matériau de construction comprend entre 15 à 35% en poids de gravats de démolition ou construction broyés et séparés des éléments gênants. Selon un autre mode de réalisation, le matériau de construction comprend entre 15 à 25% en poids de gravats de démolition ou de construction broyés et séparés des éléments gênants.

Selon un mode de réalisation de l'invention, le matériau de construction comprend entre 10 à 40% en poets de déchets plastique de haute densité et de toute provenance broyés entre 10 et 15 millimètres. Selon un mode de réalisation de l'invention, le matériau de construction comprend entre 10 à 20% en poys de déchets plastiques de haute densité et de toute provenance au préalable broyés entre 10 et 15 millimètres. Selon un mode de réalisation de l'invention, le matériau de construction comprend entre 5 à 20% en poids de polystyrène de basse densité liquéfié au préalable à l'aide d'un solvant naturel. Selon un mode de réalisation de l'invention, le matériau de construction comprend entre 5 à 8% en poids de polystyrène de basse densité liquéfié au préalable à l'aide d'un solvant naturel.

Selon un mode de réalisation de l'invention, le matériau de construction comprend entre 10 et 30% en poids de liant hydraulique à base d'aluminates de calcium humidifiés. Ces liants sont également connus sous le nom de Ciment Fondu. Ils sont couverts par la norme EN14647. Selon un erre mode de réalisation de l'invention, le matériau de construction comprend entre 10 et 18% en poids de liant hydraulique à base d'aluminates de calcium humidifiés.

[0044] Selon un mode de réalisation de l'invention, le matériau de construction est une brique ou un parpaing. La brique, le parpaing ou la dalle pourront être formés au moyen d'une matrice préconçue et interchangeable dans l'extrudeuse / press ou la presse à briques.

Le matériau de construction the present invention is based on the invention of a caractéristiques suivantes: - Un coefficient d'isolation thermique R supérieur ou égal à 2.5 m2.K / W. - Un taux d'affaiblissement phonique compris entre 54 décibels et 70 décibels. - Une résistance à la pression entre 12MPa et 16MPa. - Une résistance total à l'humidité.

Le matériau de construction is a present invention dispose donc d'une excellente qualité thermique et phonique en plus d'une très bonne résistance à l'humidité. Il semble que ces bonnes propriétés sont notamment dues au polystyrène liquéfié qui permet une bonne agglomération des différents composants du matériau.

Le matériau de construction est donc particulièrement adapté for the construction of bâtiments, de hangars, de murs anti-bruit, de maisons ou d'abris bus, dans le secteur des travaux publics, notamment pour le soubassement de route ou de constructions , comme couches isolantes phoniques dans certaines dalles intermédiaires, en tant que pavés de sols ou encore comme renforcements de digues, ....

Brève description des dessins D'autres particularités et caractéristiques de l'invention réservier de la description détaillée d'un mode de réalisation avantageux présenté ci-dessous, à titre d'illustration, en se référant au dessin annexé. Celui-ci montre:

Fig. 1: est un schéma d'un mode de réalisation d'une installation utile pour mettre en œuvre le procédé selon l'invention.

Description of an exécution préférée La Figure 1 représente un schéma des différentes étapes de mise en œuvre du procédé selon l'invention et également de l'installation utile pour mettre en œuvre ce procédé.

Un camion benne 10 amène des ordures ménagères issues of the collecte de ces ordures jusqu'à un premier réceptacle 20. Les ordures ménagères sont amenées sur une table de tri 22 où elles subissent un tri sélectif pour enlever les déchets gênants tels que le bois, la ferraille, le plâtre, le tissus, le cuir, l'aluminum, l'acier, les plastiques, les ampoules, les batteries et déchets électroniques qui seront stockés dans des bacs 24a, 24b, 24c, dédiés et attribués à leurs filière de recyclage respectives. Les ordures ménagères ainsi triées sont dirigées vers un premier broyeur 26 pour un premier broyage à 50 millimètres. Ensuite, les ordures ménagères broyées à 50 millimètres sont transportées en monocouche par un tapis transporter aboard remonté 28 où sont extraits les derniers résidus métalliques jusqu'à un deuxeemme broyeur 30 où les ordures sont broyées à moins de 15 millimètres. Cés ordures ménagères ainsi homogénéisées et broyées sont transférées au moyen d'une vis d'transport d'Archimède 32 dans un bac mélangeur 34 adapté, résistant aux réactions exothermiques. Les ordures ménagères y subissent deux étapes de traitement successives. La première étape consiste in addition to the volume of peroxyde d'hydrogène stabilisé préalablement contenu dans une première de dosage 36. La seconde étape correspond à l'additione de chaux véle préalablement contenue dans une deux de séditions de dosage 38, provoquant ainsi une réaction exothermique dans le bac mélangeur 34. A l'issue de ce traitement, les ordures ménagères 40, les déchets plastiques 42, les gravats de démolition ou de construction broyés 44, du polystyrène liquéfié par un solvant 46 et un liant hydraulique a base de aluminates de calcium 48 sont mélangés dans un bac mélangeur 50. L'ensemble de ces composers est alors mélangé dans le bac mélangeur 50. L'extraction du mélange obtenu est ensuite réalisée au moyen d'une vis de transport d ' Archimède 52. Le mélange obtenu est ainsi transféré dans une extrudeuse / press 54 pour la réalisation du pressage conduisant à l'obtention de matériaux de constr uction sous forme de briques, parpaings ou dalles. Les matériaux de construction finis sont ensuite transportés, par exemple en camion 54, vers le lieu de stockage définitif. En résumé, la Fig. 1 montre: - le traitement en amont of the ordures ménagères incluant the neutralization of the germes pathogènes par addition de peroxyde d'hydrogène stabilisé et réaction exothermique à la chaux vive. - Le mélange dans un bac mélangeur étanche des ordures ménagères broyées et traitées au préalable, déchets plastiques de haute densité micronisés, déchets plastiques de basse densité liquéfié au préalable, gravats de démolition ou de construction broyés et l'ajout d'un liant hydraulique à aluminate de calcium ayant une réaction de résistance mécanique précoce. - l'extrusion du mélange obtenu vers une extrudeuse / press ou une press à briques, parpaings ou dalles. - le pressage du mélange obtenu en matériau de construction par une extrudeuse / press ou une press à briques, parpaings ou dalles, l'évacuation et le stockage des produits finis.

Claims (15)

1. A method of manufacturing building materials characterized in that it comprises the following steps: a) Mixing of household waste, plastic waste and demolition or construction rubble ground with polystyrene liquefied with a solvent and with a hydraulic binder based on calcium aluminates, b) Extraction of the mixture obtained, c) Compaction / pressing of said mixture in an extruder / press at a pressure of between 150 and 300 bar. 2. A method of manufacturing building materials according to claim 1 characterized in that the household waste is subjected to a treatment before adding to the mixture, the treatment being selected from a grinding, a separation of ferrous metals and / or a separation of non-ferrous metals. 3. A method of manufacturing building materials according to one of claims 1 or 2 characterized in that the sludge of sewage treatment plants to the mixture of step a). 4. A method of manufacturing building materials according to claim 3 characterized in that the sewage sludge plants are centrifuged before adding to step a). 5. A method of manufacturing building materials according to one of the preceding claims characterized in that the household waste and / or sludge treatment plants are treated by spraying hydrogen peroxide followed by the addition of quicklime before adding them to step a). 6. A method of manufacturing building materials according to any one of the preceding claims characterized in that said plastic waste is selected from high-density polystyrene (PS), polyethylene (PE), polypropylene (PP), chloride polyvinyl (PVC), acrylonitrile butadiene (ABS), polyethylene terephthalate (PET), polyamides, polycarbonates, polyacrylics and polyurethane (PU) and mixtures thereof. 7. A method of manufacturing building materials according to any one of the preceding claims characterized in that said plastic waste is ground less than 15 millimeters before their addition to step a). 8. A method of manufacturing building materials according to any one of the preceding claims characterized in that said liquefied polystyrene is obtained by micronizing polystyrene cold to between 200 and 700 microns and then mixed with a solvent. 9. A method of manufacturing building materials according to claim 8 characterized in that the solvent used is pinene. 10. A method of manufacturing building materials according to any one of the preceding claims characterized in that the extraction in step b) said mixture obtained is achieved by means of a transport Archimedes screw. 11. A method of manufacturing building materials according to any one of the preceding claims characterized in that the extruder / press of step c) is selected from a brick press, blocks or slabs. 12. Building material obtained according to the method of any one of claims 1 to 11, characterized in that it comprises: - 10 to 40% by weight of household waste, optionally sludge from the wastewater treatment and from industrial production and having undergone upstream processing. - 10 to 40% by weight of demolition or crushed rubble, with the exception of scrap, wood, plaster and other annoying elements. - 10 to 40% by weight of high density plastic waste ground to less than 15 millimeters. - 5 to 20% by weight of cold liquefied polystyrene with a natural solvent and micronized beforehand between 200 and 700 microns. 10 to 30% by weight of hydraulic binder based on calcium aluminates. 13. Building material according to claim 12, characterized in that the household waste is replaced in part by sludge centrifuge treatment plants to achieve a dryness of between 20% and 35% by weight. 14. Building material according to claim 12 or 13, characterized in that it comprises: - 15 to 30% by weight of household waste, optionally sludge from wastewater treatment as well as from industrial production and having undergone upstream processing. - 15 to 30% by weight of demolition or crushed rubble, with the exception of scrap, wood, plaster and other troublesome elements. - 10 to 30% by weight of high density plastic waste ground to less than 15 millimeters. - 5 to 10% by weight of cold liquefied polystyrene with a natural solvent and micronized beforehand between 200 and 700 microns. • 10 to 30% by weight of hydraulic binder based on calcium aluminates. 15. Use of building materials according to one of claims 9 to 14 for the construction of buildings, sheds, noise barriers, houses or bus shelters, in the public works sector, for example for the basement roads or constructions, as acoustic insulation layers in some intermediate slabs, as paving stones or as dike reinforcements.