BE1001576A3

BE1001576A3 - Werkwijze voor het vervaardigen van een gevormd voorwerp op basis van gefermenteerd papierslib, en het verkregen gevormde voorwerp.

Info

Publication number: BE1001576A3
Application number: BE8800403A
Authority: BE
Inventors: Pauw Carlo De; Andre Pien
Original assignee: Wetenschappelijk En Tech Ct Vo
Priority date: 1988-04-08
Filing date: 1988-04-08
Publication date: 1989-12-05

Abstract

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een gevormd voorwerp, omvattende : a. het fermenteren van cellulosevezels bevattend papierslib dat afkomstig is uit de papierfabrikage, b. het eventueel toevoegen van toeslag- en hulpstoffen, en c. het vormen van het mengsel tot een gevormd voorwerp.

Description

EMI1.1

Werkwijze voor het vervaardigen van een gevormd voorwerp op basis van gefermenteerd papierslib, en het verkregen gevormde voorwerp gevormde De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een gevormd voorwerp op basis van papierslib dat is gefermenteerd, en afkomstig is uit de papierfabrikage en derhalve voor een belangrijk deel bestaat uit korte cellulosevezels. Het fermenteren kan aeroob of anaeroob, eventueel met behulp van aardwormen plaatsvinden.

Een dergelijk gevormd voorwerp kan bestaan uit een gevormd groeimedium voor planten, zoals platen, houders of blokjes in welk geval tevens gekomposteerd afval (bijvoorbeeld huishoudelijk afval) is toegevoegd, en uit een gevormd bouwmateriaal dat verder geschikte toeslag- hulpstoffen kan bevatten.

De moderne industriële samenleving produceert bergen afvalstoffen die op termijn een ernstige bedreiging vormen voor het natuurlijk milieu. Middelen en maatregelen voor de recyclage van deze afvalstoffen dragen dus belangijk bij tot het bewaren van een ecologisch evenwicht in de natuur. Vandaar dat sinds geruime tijd inspanningen worden geleverd om deze afvalstoffen zoveel mogelijk te valoriseren door recyclage. In dit verband is het onder meer bekend de organische fraktie van huisvuil door een milieuvriendelijk en economisch procédé van fermentatie in een gesloten kringloopproces te verwerken tot een hygienische en zeer stabiele kompost en waarbij tevens biogas en energie geproduceerd worden als bijprodukt.

Anderzijds levert de papierfabrikage dagelijks tonnen papierslib af, dat tot op heden vervoerd wordt als onbruikbare afval naar stortplaatsen. Naast de dure transportkosten wordt het met de dag moeilijker stortplaatsen te ontsluiten in een niet te verre omgeving van de papierfabriek. Het hiervoor genoemde papierslib betreft in feite een slibvormige substantie die bij filtratie

afgescheiden wordt van het afvalwater van de papiervormingsmachine. Dit slib omvat ongeveer 20 tot 50 gew. %, vaak ongeveer 30 gew. % vaste deeltjes die gelijkmatig verdeeld en opgehouden worden in een waterige fase.

De vaste deeltjes bestaan voor een deel, bijv. voor ongeveer de helft in gewicht uit zeer korte en fijn verdeelde cellulosevezels die meegesleurd worden door de papiervormingszeefdoeken heen met de waterfase tijdens de natte vorming van het papierblad uit de pulp.

De Belgische octrooiaanvragen 904. 013 en 904. 365 hebben betrekking op een gevormd voorwerp dat papierslib en eventueel kompost bevat.

Aan dit bekende gevormde produkt kleven een aantal nadelen. Ten eerste is het produkt niet stabiel omdat ongewenste biologische, met name microbiologische ontwikkelingen in het eindprodukt kunnen optreden, die zich kenmerken door geurvorming en schimmelvorming, waardoor deze produkten als groeimedium voor planten problemen kunnen opleveren. Verder is onder alle omstandigheden niet een coherent produkt te verkrijgen, omdat bij nader onderzoek is gebleken, dat slechts bepaalde typen papierslib een voldoende bindmiddelfunktie bezitten, waardoor te zamen met gekomposteerd afval een coherent groeimedium kan worden gevormd.

De uitvinding beoogt de hierboven vermelde nadelen te verminderen. Dit wordt overeenkomstig de uitvinding bereikt, doordat de werkwijze voor het vervaardigen van een gevormd voorwerp overeenkomstig de uitvinding omvat : a. het fermenteren van cellulosevezels bevattend papierslib dat afkomstig is uit de papierfabrikage, b. het eventueel toevoegen van toeslag- en hulpstoffen, en c. het vormen van het mengsel tot een gevormd voorwerp.

Papierslib dat een voldoende bindmiddelfunktie bezit omvat in hoofdzaak : a. organisch materiaal 10-65 % droge stof b. stikstof 0, 05-1 % droge stof c. fosfor (P205) 0, 05-0, 5 % droge stof d. calcium (CaO) max. 25 % droge stof e. aluminium (AI203) max. 10 % droge stof en de lengte van de cellulosevezels is in hoofdzaak kleiner dan 4 mm, bij voorkeur 2 mm. opgemerkt wordt, dat afval en slib voor en na het komposteren en fermenteren met elkaar worden gemengd.

Hierdoor is het enerzijds mogelijk om de basisprodukten als mengsel aan een gemeenschappelijke fermentatie te onderwerpen, en anderzijds om met gekomposteerd afval slechts ten dele gefermenteerd papierslib te mengen, waarbij de fermentatie tot een zodanige mate moet zijn uitgevoerd, dat de hiervoor gesignaleerde problemen in hoofdzaak niet optreden.

Een ander aspekt van de uitvinding heeft betrekking op het gevormde voorwerp dat overeenkomstig de uitvinding gekomposteerd afval en gefermenteerd cellulosevezels bevattend papierslib omvat in een verhouding van 90-15 : 10-85 vol%, gebaseerd op slib in slibtoestand.

Het mengsel kan op de gebruikelijke manier door filtratie, persen, extruderen en drogen gevormd worden tot voorwerpen, bijv. platen, houders of blokken. De voorwerpen zullen bij voorkeur een densiteit hebben tussen ongeveer 0, 2 en 1 kg/dm3.

Gevormd voorwerp als qroeimedium De gevormde voorwerpen als groeimedium of als beschermmiddel voor planten, hetzij platen, houders of blokjes kunnen gebruikt worden in de land-, bos-, tuinbouw en sierteelt als bemestingsbron en grondverbeteraar, als kultuurbodems, kiem-en verspeenhouders en/of als onkruidweerders.

Vooral bij het kweken van jonge bomen, sierheesters, bloemen, het aanleggen van siertuinen, fruit-en wijngaarden, groententeelt, het herbebossen, bij terras-

bouw en in kasten kunnen ze doeltreffend en handig aangewend worden. Hun samenstelling kan naar gelang de behoeften van de te voeden planten, de klimaat- en seizoenomstandigheden en in geschikte aanvulling op de bodemsamenstelling aangepast worden. Daartoe kan men een hele waaier van groeibevorderende hulpstoffen toevoegen in een dosering die aangepast is aan de specifieke kultuuromstandigheden.

Onder groeibevorderende hulpstoffen worden zowel de eigenlijke groeistimulerende stoffen zoals meststoffen, kalk en doelgerichte voedingsstoffen verstaan als de groeibeschermende stoffen zoals herbiciden en andere min of meer selektieve onkruidverdelgers, insecticiden, ziektebestrijders en tenslotte bepaalde grondverbeteraars, bijv. afbreekbare of porositeitsverhogende toeslag- of vulstoffen, afbreekbare bindmiddelen. Deze toevoeging van vulstoffen in min of meerdere mate zal dan ook invloed hebben op de uiteindelijke densiteit van de voorwerpen, welke overigens zal afhangen van de graad van de droging en persing van het gebonden mengsel kompost en slib.

De dikte van de platen of houderwanden zal bij voorkeur liggen tussen 4 en 25 mm. Het is in de praktijk natuurlijk mogelijk aan specifieke cultuurvereisten tegemoet te komen door een aantal (dunne) platen met onderling verschillende samenstelling rond de planten aan te brengen of op elkaar te stapelen. Het verschil in samenstelling zal daarbij vaak slaan op de keuze van groeibevorderende hulpstoffen en de plaatsing of stapeling van de diverse (dunne) platen zal desgewenst in de tijd gespreid worden volgens de specifieke groeibehoeften van de plant. De samenstelling van de beschermingsplaten die rond het gewas aangebracht worden, kan zodanig gekozen worden dat de onkruidgroei niet alleen op mechanische en fysische wijze, maar eveneens op biologische en scheikundige wijze wordt tegengegaan.

De houders hebben meestal de vorm van volle of holle potten, bakjes of platen en waarbij een aantal gaten kunnen voorzien zijn voor inzaaien, inplanten en/of watertoevoer en verluchtiging van de wortels evenals voor

de toediening van groeibevorderende produkten. Zodoende kunnen ze doelmatig de wegwerppotjes en bakjes uit kunststof vervangen waarin op heden kleinere planten (bijv. uit kasten) verhandeld worden. Bij het verplanten of verspenen in volle grond wordt immers de houder volgens de uitvinding niet meer verwijderd maar hij vormt er een geschikte toekomstige voedingslaag voor de wassende plantwortels.

Naarmate de tijd verstrijkt, verteert tevens de houder in de grond. Ook hier kan de samenstelling van de houder aangepast worden aan de specifieke groeibehoeften van de daarin op te nemen en te kweken plant. vanzefsprekend is een kombinatie van groeicontainer (potjes, bakjes, platen) en beschermingsplaten voor eenzelfde kultuur toepasbaar en soms zelfs aangewezen.

Onafhankelijk van het feit dat afval en papierslib samen of afzonderlijk gefermenteerd wordt, bezit dit procédé het voordeel dat, volgens de uitvinding, de basismaterialen direkt gebruikt kunnen worden.

Hierna volgt een niet limitatief voorbeeld van een werkwijze voor het vervaardigen van een groeimedium in de vorm van een geperste, gedroogde plaat.

Gekomposteerd huishoudelijk afval en gefermenteerd papierslib dat afkomstig is uit een afvalwaterzuiveringsinstallatie van een fabriek met een specifieke papierbereiding en met de navolgende samenstelling :
EMI5.1

<tb>
<tb> % <SEP> organisch <SEP> materiaal <SEP> 40 <SEP> tot <SEP> 50 <SEP> % <SEP> * <SEP> (in <SEP> grote <SEP> deel
<tb> korte <SEP> vezels-l <SEP> < <SEP> 2mm)
<tb> pH <SEP> 6,7 <SEP> à <SEP> 8,8 <SEP>
<tb> stikstof <SEP> (% <SEP> droge <SEP> stof) <SEP> 0, <SEP> 05 <SEP> tot <SEP> 1
<tb> fosfor <SEP> [P20S] <SEP> (% <SEP> droge <SEP> stof) <SEP> 0, <SEP> 05 <SEP> tot <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP>
<tb> calcium <SEP> [CaO] <SEP> (% <SEP> droge <SEP> stof) <SEP> - <SEP> tot <SEP> 25
<tb> aluminium <SEP> [AlOg]
<tb> (% <SEP> droge <SEP> stof)

<SEP> - <SEP> tot <SEP> 10 <SEP>
<tb>
(* Het percentage droge stof in het slib behandeld met centrifugering ligt tussen 20 en 45 %. verdere behande-

EMI6.1
ling met extrusie geeft een percentage tot 60% droge stof.) worden in een gewenste verhouding met verdunningswater samengebracht in een pulper alwaar deze bestanddelen onder intens roeren fijn worden verdeeld, gesuspendeerd en innig ondereen gemengd, eventueel onder toevoeging van de hiervoor vermelde hulp-en toeslagstoffen. De vereiste hoeveelheid verdunningswater wordt experimenteel bepaald in funktie van de gewenste dikte van de verder te persen of te extruderen vormstukken of neer te zetten laag uit de suspensie op een zeefdoekondergrond onder verwijdering van het water door afzuiging aan de onderkant van het zeefdoek.

De suspensie wordt dus uit de pulper afgevoerd en bijv. continu en gelijkmatig uitgespreid op een trillende ondergrond die het mengsel aflevert aan de vormingsinrichting. Deze inrichting omvat meestal een doorlaatbare afzuigbodem of vormwand (bijv. een ondersteunde zeef) die het uitgespreide mengsel overneemt en verder doorvoert over of door afzuigkasten heen. De coherente massa die de zuigsectie van de vormingsinrichting verlaat, wordt vervolgens enigszins geperst of gewalst of geextrudeerd ter versteviging en versneden tot platen of blokken die daarna gedroogd worden in een tunneloven.

Groeibevorderende hulpstoffen kunnen ook toegevoegd worden tussen twee of meer opeenvolgende afzettingsgangen van de kompost/slib-suspensies in een continu/meertraps vormingsstraat. De hulpstoffen kunnen dan opgestrooid of opgesproeid worden.

Alternatief kan men ook uitgaan van gedroogd en gemalen, geheel of gedeeltelijk gefermenteerd papierslib en dit mengen met de gemalen kompostplaten afkomstig van het fermentatieproces hiervoor beschreven. Het mengsel wordt gelijkmatig uitgespreid en besproeid met een gepaste hoeveelheid water ter realisatie van de binding binnen het mengsel en de coherente materiaallaag wordt tenslotte geperst en gedroogd.

Gevormd voorwerp als bouwmateriaal
In het geval dat de gevormde voorwerpen bouwmaterialen zijn, bevatten zij een aantal toeslag- en hulpstoffen die gekozen worden als funktie van de vereiste eigenschappen, bijvoorbeeld om de biologische stabiliteit te verbeteren.

De verhouding papierslib tot toeslag- en hulpstoffen zal meestal zodanig gekozen worden dat de dichtheid van het gevormde eindprodukt ligt tussen 200 en 1000 kg/m3.

In een aantal gevallen kan de hoeveelheid hulpstof kleiner zijn dan 10 vol%. Deze hulpstoffen omvatten brandwerende middelen, fungiciden, kleurstoffen, waterafstotende middelen, bindmiddelen, harsen, binding vertragende- of versnellende middelen, schuimmiddelen, enz.

De toeslagstoffen kunnen bepaalde hoeveelheden organische en/of anorganische vezels bevatten. Als organische vezels komen in aanmerking papiervezels, houtvezels, zaagsel, sisal, synthetische vezels en koolstofvezels. Als anorganische vezels kunnen onder andere worden gebruikt glasvezels, metaalvezels, keramische vezels en steenwolvezels.

De toeslagstoffen kunnen ook de vorm hebben van poreuze deeltjes, bijvoorbeeld geëxpandeerd perliet, fermiculiet of schuimstofkorrels.

Daarnaast komen als toeslagstoffen tevens anorganische poeders of korrels in aanmerking, zoals glasparels, Si02-korrels, metaalzouten, kool zwart, kalkpoeder en gipspoeder, en verder synthetisch gips (fosfor-of sulfogips).

De gevormde bouwmaterialen kunnen vlakke, gebogen, gegolfde, met een oppervlakte relief voorziene platen, latten, profielen of houders zijn. Hun dikte zal varieren tussen ongeveer 5 mm en 25 mm.

Een thermisch isolerend, gevormd voorwerp overeenkomstig de uitvinding bevat 30 tot 50 vol% geëxpandeerd perliet of fermiculiet. In een andereuitvoeringsvorm wordt 15 tot 30 vol% Si02-poeder gebruikt, en dit bouwmateriaal is bij onder geschikt als plafondbekleding. Even-

tueel kan daaraan Na2Si03 worden toegevoegd als brandwerend middel. voor wandplaten kan men 20 tot 60 vol% gipspoeder toevoegen. Aldus kan afhankelijk van de specifieke verhouding een dichtheid worden gerealiseerd die ligt tussen 400 en 1000 kg/m3.

De toepassingen van allerhande kombinaties van toeslagstoffen en hulpstoffen kunnen aan het gevormde voorwerp overeenkomstig de uitvinding specifieke eigenschappen verlenen.

Claims

CONCLUSIES 1. Werkwijze voor het vervaardigen van een gevormd voorwerp, omvattende : a. het fermenteren van cellulosevezels bevattend papierslib dat afkomstig is uit de papierfabrikage, b. het eventueel toevoegen van toeslag- en hulpstoffen, en c. het vormen van het mengsel tot een gevormd voorwerp. EMI9.1
2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk dat het papierslib 30-60 gew. vaste stof bevat.
3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat het papierslib omvat : a. organisch materiaal 10-65 % droge stof b. stikstof 0, 05-1 % droge stof c. fosfor (P205) 0, 05-0, 5 % droge stof d. calcium (CaO) max. 25 % droge stof e. aluminium (AlOg) max. 10 % droge stof en dat de lengte van de cellulosevezels in hoofdzaak kleiner is dan 4 mm, bij voorkeur 2 mm.
4. werkwijze volgens conclusie 1-3, met het kenmerk, dat een gevormd voorwerp voor toepassing als groeimedium wordt vervaardigd, en dat afval gekomposteerd met het papierslib wordt gemengd in een verhouding van 90-15 : 10-85 vol%, berekend voor slib in de slibtoestand.
5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk dat het afval en het papierslib worden gemengd en gezamelijk gefermenteerd.
6. werkwijze volgens conclusie 4 of 5, met het kenmerk dat het gekomposteerde afval en het gefermenteerde papierslib in water worden gesuspendeerd, aan de suspensie water wordt onttrokken, en het ontwaterde. mengsel wordt gevormd tot het groeimedium.
7. Werkwijze volgens conclusie 4-6, met het kenmerk dat het afval en het papierslib in zodanige hoeveelheden worden gemengd dat in het groeimedium de hoeveel- <Desc/Clms Page number 10> heden gekomposteerd afval en gefermenteerd papierslib in gew. % op basis van droge stof in hoofdzaak gelijk zijn.
8. Gevormd voorwerp, omvattende gefermenteerd, cellosevezels bevattend papierslib.
9. Gevormd voorwerp, omvattende gekomposteerd afval en gefermenteerd cellulosevezels bevattend papierslib in een verhouding van 90-15 : 10-85 vol%, gebaseerd op slib in slibtoestand.
10. Gevormd voorwerp volgens conclusie 8 of 9, met het kenmerk dat het papierslib omvat : a. organisch materiaal 10-65 % droge stof b. stikstof 0, 05-1 % droge stof c. fosfor (P205) 0, 05-0, 5 % droge stof d. calcium (CaO) max. 25 % droge stof e. aluminium (A1203) max. 10 % droge stof.
11. Gevormd voorwerp volgens conclusie 8-10, met het kenmerk dat de dichtheid 200-1000 kg/m3 is.
12. Gevormd voorwerp volgens conclusie 9-11, bevattende groeibevorderende middelen, biociden, grondverbetermiddelen, vulmiddelen e. d.
13. Gevormd voorwerp als groeimedium voor planten, volgens conclusie 9-12 in de vorm van platen met een dikte van 4-25 mm, houders en blokjes die eventueel zijn voorzien van uitsparingen voor het opnemen van planten en/of zaden.