CH676479A5

CH676479A5 -

Info

Publication number: CH676479A5
Application number: CH2409/88A
Authority: CH
Inventors: Heiner Kreyenberg
Original assignee: Heiner Kreyenberg
Priority date: 1987-09-30
Filing date: 1988-06-23
Publication date: 1991-01-31
Also published as: NL8801898A; DE3732961C2; AT398324B; ATA157588A; DE3732961A1

Description

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Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Verwendung der bei der Entnahme von Sedimenten aus Gewässern in einem Aufbereitungsverfahren gewonnenen Feinfraktion einer mineralischen Körnung mit Bestandteilen im Grössenbereich bis 0,063 mm zur Herstellung von Deponiebasis- und/ oder Deponieoberflächen-Dichtungsmaterial mit einem mittleren Wasserundurchlässigkeitskoeffizien-ten von mindestens kf «= 1 x 10~1° m/s, wobei die Feinfraktion durch Zugabe eines aus Natriumsilikat bestehenden Konditionierungsmittels und eines bodenmechanisch wirkenden Stabilisierungsmitteis aufbereitet ist.

Vermehrt stellt sich heutzutage die Aufgabe, natürliche und/oder künstliche Gewässer zu entschlammen und dabei den dem Gewässer entnommenen suspensionsartigen Schlamm in verschiedenen Verfahrensstufen von Schadstoffen zu reinigen und wiederverwendbare Recyclingprodukte zu gewinnen. Dabei ist es aus der DE-Patentanmeldung P 36 200 700.4 bekannt, den aus einem Gewässer entnommenen Schlamm in verschiedenen Verfahrensstufen derart zu trennen, auszusondern und zu reinigen, dass möglichst viele Bestandteile einer Weiterverarbeitung zugeführt werden können. Nachteiligerweise entsteht bei diesem Reinigungs-prozess eine von Sand und Kieskorn befreite Feinfraktion, die einer Weiterverwendung nicht zugänglich ist und bislang in Deponien abgelagert werden musste.

Ein anderes technisches Aufgabengebiet besteht darin, insbesondere für das Herstellen von Abfalldeponien, eine grossflächige und auf Dauer haltbare künstliche Abdichtung zu schaffen, mit der verhindert werden kann, dass umweltschädliche Sickerwässer aus der Deponie in das Grundwasser oder tieferliegende Bodenschichten eindringen und gravierende Umweltschäden hervorrufen. Bislang werden Deponien dort angelegt, wo die natürlichen örtlichen Gegebenheiten die erforderlichen Eigenschaften hinsichtlich Wasserundurchlässigkeit besitzen, wo also homogene Tonböden den wasserabsperrenden Effekt gewährleisten. Derartige natürliche Bodenbeschaffenheiten sind jedoch selten. Es besteht ein Bedürfnis, künstliche Abdichtungen zu verwenden, die qualitativ gleichwertige Eigenschaften aufweisen, wie der natürliche aktive Ton.

Über den Wasserundurchlässigkeitskoeffizien-ten hinaus muss eine solche künstliche Abdichtung in der Lage sein, ohne Schaden die mechanischen Belastungen aufzunehmen, die mit wachsendem Füllungsgrad der Deponie entstehen. Eine ausreichende Tragfähigkeit und Standsicherheit bei leichter Erstellbarkeit muss gewährleistet sein.

Der Erfindung liegt angesichts dieses Standes der Technik die Aufgabe zugrunde, unter Meidung der genannten Nachteile eine Verwertung der bei der Gewässerentschlammung im bisherigen Recyclingverfahren verbleibenden Feinfraktion zu ermöglichen. Erfindungsgemäss wird die Verwendung der bei der Entnahme von Sedimenten aus natürlichen und/oder künstlichen Gewässern in einem Aufbereitungsverfahren gewonnenen Feinfraktion einer mineralischen Körnung im Grössenbereich bis zu 0,063 mm zur Herstellung von Deponiebasis-und/oder Deponieoberflächen-Dichtungsmaterial mit einem mittleren Wasserundurchlässigkeitskoef-fizienten von mindestens kf = 1 x 10-1t> m/s vorgeschlagen, wobei die Feinfraktion durch Zugabe eines aus Natriumsilikat bestehenden Konditionierungsmittels und eines bodenmechanisch wirkenden Stabilisierungsmittels aufbereitet ist. Dabei gewährleistet das Konditionierungsmittel durch seine Einlagerung in die feinen Zwischenräume der Feinfraktion mineralischer Körnung das hohe Abdichtvermögen und bewirkt das Stabüisierungsmittel die mechanischen Eigenschaften hinsichtlich Tragfestigkeit und Dauerbeständigkeit, wobei zusätzlich der Abdichtungseffekt kombinativ begünstigt wird. Überraschenderweise wird hierdurch erreicht, dass unter Verwendung von bisher nicht wiederverwertbarem Material eine Bodenabdichtung geschaffen wird, die leistungsmässig mit natürlich gewachsenen Tonböden vergleichbar ist in der Verwendung als Deponiebasis- und/oder Deponieoberflächen-Dichtungsmaterial mit einem Durchlässigkeitsbeiwert von kf > 1 x 10-10 m/s.

Das Konditionierungsmittel ist vorzugsweise trockenes, mehlfein pulverförmiges oder flüssiges Natron-Wasserglas, welches der Feinfraktion in einer Menge zwischen 3 und 7 Gew.-%, insbesondere 5 Gew.-%, zugemischt ist und durch chemische Reaktion im Verwendungsfall unlösliche Gele hoher abdichtender Wirkung bildet.

Vorteilhafterweise wird als Dichtungsmittel die Anwendung eines porenfüllenden Tonmehls, vorzugsweise eines Bentonits, in einer Menge bis zu 30 Gew,-% vorgeschlagen, welches vor der Zumischung des Konditionierungsmittels mit der Feinfraktion gut vermischt wird. Eine andere, auch kombinativ anzuwendende Möglichkeit besteht darin, als Stabilisierungsmittel natürliche Sande oder solche aus der Bauschuttaufbereitung und/oder Schlacken und Grubenbergematerial, insbesondere in einer Menge zwischen 25 Gew.-% und 65 Gew.-% vorzusehen. Hierdurch wird eine einfache und wirtschaftliche Verarbeitbarkeit bei guter Verdicht-barkeit, mechanischer Tragfähigkeit und einer Begünstigung des Abdichtungseffekts erreicht.

Dem Konditierungsmittel kann zur Anpassung an spezielle Abdichtbedingungen ein Weichgelbildner zugesetzt sein. Ferner kann es von Vorteil sein, der Feinfraktion als Stabilisierungsmittel zusätzlich Kalk beizumischen.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als Deponiebasis- und/oder Deponie-oberflächen-Dichtungsmaterial mit einem mittleren Wasserundurchlässigkeitskoeffizienten von mindestens kf = 1 x 10-1° m/s eine Feinfraktion verwendet, der 5 Gew.-% Natriumsilikat in trockener, mehlfeiner Pulverform als Konditionierungsmittel und Sand aus der Bauschuttaufbereitung als sehr körniges Material mit sperrig gezacktem Korn hoher Stanz- und Scherfestigkeit als Stabilisierungsmittel in einer Menge zwischen 50 und 65 Gew.-% sowie geringfügiger Anteile an Tonmehl als hydraulische

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Bindemittel zugemischt sind. Hierdurch wird ein was-serresistentes Dichtungsmaterial bereitgestellt, welches selbst durch kontaminierte, beispielsweise Kohlenwasserstoffanteile oder Schwermetalle enthaltende Deponielagerungen nur äusserst gering ausgelaugt werden kann. Das erfindungsgemässe Gemisch erfüllt mechanisch und von der Dauerhaltbarkeit her alle Anforderungen, wobei durch eine genaue Dosierung der Zuschlagsstoffe jeweilige Optimierungen und Anpassungen an Baustellenbedingungen vorgenommen werden können. So Ist die Anwendbarkeit der erfindungsgemäss konditionierten und stabilisierten Feinfraktion der aufbereiteten Gewässersegmente für die Oberflächenabdichtung grosser Deponieflächen an der Baéis sowie der Deponieböschung und Deponieabdeckung als Ersatz für hochtonhaltige Lehme oder Tonschichten in wirtschaftlicherweise ermöglicht.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein Verfahrensschema zur Fluss-entschlammung mit der erfindungsgemässen Verwendung dargestellt ist.

Das Fliessschema der Zeichnung zeigt ein Gesamtverfahren mit den zugehörigen Vorrichtungen zur Reinigung von insbesondere mit Polymeren, Schwebstoffen, Phosphaten und/oder CSB verunreinigtem Wasser und zur Behandlung von dem Gewässer zur Reinigung entnommenem Schlamm.

Die Anlage besteht aus einem Cutter-Saugbag-ger 1 als Entnahmevorrichtung für den Schlamm aus einem natürlichen oder künstlichen Gewässer. Der Cutter-Saugbaggor 1 ist mit einem Steinfangkorb 2 kombiniert, der beispielsweise eine Maschenweite van 100 mm hat und somit grössere Bestandteile als 100 mm auffängt.

Das Baggergemisch wird unter Zwischenschaltung eines Mengenreglers 3 für die Anlagenbeschickung einer ersten Trennstufe, bestehend aus einem Siebzyklon 4, einer Waschtrommel 5 sowie einem zweistrassigen Schwingklassierer 6 zugeführt. In der ersten Trennstufe erfolgt eine Trennung der anorganischen und organischen Grobbestandteile oberhalb einer Grösse von beispielsweise 6 mm von den Feinbestandteilen einer Grösse unterhalb von 6 mm. In dem Siebzyklon 4 erfolgt eine Wasservorabscheidung und Vorabsiebung der Grobbestandteile oberhalb 6 mm, so dass über eine Leitung 8 Feinteile unter 6 mm (Feinschlamm) gemeinsam mit vorabgeschiedenem Wasser dem Schwingklassierer 6 zugeführt werden. Die im Siebzyklon 4 vorentwässerte Feststoffsuspension mit den Grobbestandteilen wird über einen Unterlauf 9 der Waschtrommel 5 zugeführt, die mit Schikanen versehen ist Diese bewirken eine Abscheidung der groben organischen Bestandteile (Holz, Wurzeln etc.) von den groben anorganischen Bestandteilen (Steine, Kies, Sand etc.), wobei der Austrag aus der Waschtrommel 5 separat über die Leitung 10 (organische Bestandteile) und die Leitung 11 (anorganische Bestandteile) erfolgt.

Der Schwingklassierer besteht aus zwei Bahnen, so dass über eine Leitung Leichtstoffe zu einem Container 12 abgeführt werden können. Über eine zweite Bahn gelangen anorganische Bestandteile > 2,5 mm zum Kieslager 13.

Auf den Bahnen des Schwingklassierers 6 werden durch mehrfaches Hin- und Herleiten die Grobbestandteile von den feinen organischen Partikeln gereinigt. Diese organischen Bestandteile können vom Container 12 aus gemeinsam mit den abgeschiedenen Holzteilen und den Wurzeln einer Verbrennung zur Energiegewinnung oder einer Kompostierung zugeführt werden. Auch der Kies aus dem Kieslager 13 kann wiederverwendet werden.

Mittels einer Förderpumpe 14 werden die anorganischen und organischen Feinbestandteile unterhalb einer Grösse von 6 mm einem Multizyklon 15 in Suspension zugeführt. In dieser Zyklonanlage 15 erfolgt eine Abscheidung des Sandes zwischen einer Mindestgrösse von 0,063 und 6 mm. Der Zyklonanlage ist dabei ein Schwertrübesortierer 16 mit einer Frischwasserzufuhr 17 nachgeschaltet, die den gereinigten Sand über einen Schwingentwässerer 18 einem Sandlager 19 zuführt. Das Filtratwasser aus dem Schwingentwässerer 18 wird über eine Leitung 20 zum Schwingklassierer zurückgeführt.

Die feinen mineralischen Bestandteile unterhalb 0,063 mm, die in der Zyklonanlage 15 nicht ausgesondert werden können, sowie die organischen Feinbestandteile werden über die Leitungen 21 (mineralische Trübe) und 22 (organische Trübe) einem Vorlagebecken 23 zugeführt, dem sich ein Kompressionseindicker 24 anschliesst. Von dort aus erfolgt der Weitertransport mittels einer Förderpumpe 25 über eine Leitung 27 zu einer Siebbandpresse 26, die die dritte Trennstufe nach dem Zyklon 15 als zweiter Trennstufe bildet.

In der Siebbandpresse wird Filtratwasser getrennt von der Feinfraktion des Schlammkonzentrats und über eine Filtratwasserleitung 28 einer weiteren Behandlung in einem Lamellenklärer 29 zugeleitet. Aus diesem gelangt das Schlammkonzentrat über eine Rücklaufleitung 30 zum Kompressionseindicker 24 und von dort mittels der Pumpe 25 zur Siebbandpresse 26.

Das im Lamellenklärer 29 anfallende Ablaufwasser gelangt über eine Filtration 31 in den Vorfluter 32.

Die in der Siebbandpresse anfallende Feinfraktion mineralischer Körnung mit Bestandteilen im Grössenbereich bis zu 0,063 mm wird einer Verwendung als Deponiebasis- und/oder Deponieoberflächen-Dichtungsmaterial zugeführt. Um hierbei die mechanischen Eigenschaften sowie die Dichtungseigenschaften anforderungsgemäss bereitzustellen, wird der Feinfraktion ein Konditionierungsmittel und ein bodenmechanisch wirkendes Stabilisierungsmittel zugemischt. Das Konditionierungsmittel ist ein Natriumsilikat in trockener, mehlfeiner Pulverform und einer Menge von 5 Gew.-%. Es ist als «Wasserglas» im Handel und bewirkt in der Mischung eine Einlagerung in Hohlräume, bei der durch Gelbildung eine wasserresistente Masse erreicht wird, die einen Durchlässigkeitsbeiwert kf = 1 x 10-10 m/s sicherstellt.

Als Stabilisierungsmittel wird Feinkornsand aus der Bauschuttaufbereitung in einer Menge bis zu

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65 Gew.-% beigefügt. Hiermit wird die mechanische Verdichtbarkeit und Verarbeitbarkeit der konditionierten Feinfraktion durch Verbesserung der bodenmechanischen Scherfestigkeit begünstigt. Es führt in Kombination mit Wasserglas als Konditionierungsmittel zu einer weiteren Erhöhung der Wasserundurchlässigkeit der Gesamtmischung.

Ferner kann zur weiteren Stabilisierung und Verfestigung des Gemisches zusätzlich noch Tonmehl in einer Menge von ca. 5 Gew.-% bis 30 Gew.-% zugemischt werden. Die so aufbereitete Feinfraktion ist mechanisch verdichtungsfähig und weist ^Werte bis zu 5 x I O-11 m/s auf.

Zur Verbesserung des hydraulischen Abbindeverhaltens kann schliesslich der konditionierten und stabilisierten Feinfraktion noch Kalk zugegeben werden.

Das auf diese Weise erhaltene neue Material ist zur künstlichen Abdichtung von Deponiebasis und Deponieabdeckung verwendbar, da hiermit Dichtungsschichten mit besten Abdichtungseigenschaften auf grossen Flächen In einfacher Weise hergestellt werden können, wobei auch die erforderlichen Tragfähigkeitseigenschaften gegeben sind. Die derart erstellte Dichtungsschicht ist widerstandsfähig gegen chemische Stoffe und hält den Angriffen der in einer Deponie anfallenden flüssigen Sickerstoffe stand. Jegliche Gefährdung der unter der Abdichtungsschicht liegenden Bodenbereiche, insbesondere des Grundwassers, ist vermieden. Schliesslich kann aufgrund der einfachen Erstell-barkeit auch eine nachträgliche Abdichtung von Altdeponien oder ungeschütztem Industriegelände durchgeführt werden.

Bezugszeichenliste

1 Cutter-Saugbagger

2 Steinfangkorb

3 Mengenregler

4 Siebzyklon

5 Waschtrommel

6 Schwingklassierer

7 Oberlauf

8 Leitung

9 Unterlauf

10 Leitung

11 Leitung

12 Container

13 Kieslager

14 Förderpumpe

15 Multizyklon

16 Schwertrübesortierer

17 Frischwasserzufuhr

18 Schwingentwässerer

19 Sandlager

20 Leitung

21 Leitung

22 Leitung

23 Vorlagebecken

24 Kompressionseindicker

25 Förderpumpe

26 Siebbandpresse

27 Leitung

28 Filtratwasserieitung

29 Lamellenklärer

30 Rücklaufleitung

31 Filtration

32 Vorfluter

Claims

Patentansprüche

1. Verwendung der bei der Entnahme von Sedimenten aus Gewässern in einem Aufbereitungsverfahren gewonnenen Feinfraktion einer mineralischen Körnung mit Bestandteilen im Grössenbereich bis 0,063 mm zur Herstellung von Deponiebasis- und/oder Deponieoberflächen-Dich-tungsmaterial mit einem mittleren Wasserundurch-lässigkeitskoeffizienten von mindestens kf = 1 x 10-10 m/s, wobei die Feinfraktion durch Zugabe eines aus Natriumsilikat bestehenden Konditionierungsmittels und eines bodenmechanisch wirkenden Stabilisierungsmittels aufbereitet ist.

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Konditionierungsmittel trockenes, mehlfein pulverförmiges oder flüssiges Natron-Wasserglas ist, welches der Feinfraktion in einer Menge zwischen 3 und 7 Gew.-%, insbesondere 5 Gew.-%, zugemischt ist

3. Verwendung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stabilisierungsmittel ein porenfüllendes Tonmehl, vorzugsweise ein Bento-nit, in einer Menge bis zu 30 Gew-% ist, welches vor der Zumischung des Konditionierungsmittels mit der Feinfraktion gut vermischt wird.

4. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, dass einzeln oder in Verbindung mit Tonmehl als Dichtungsmittel natürliche Sande oder solche aus der Bauschuttaufbereitung und/oder Schlacken und Grubenbergematerial, insbesondere in einer Menge zwischen 25 Gew.-% und 65 Gew.-%, der Feinfraktion als Stabilisierungsmittel zugemischt sind.

5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, dass dem Konditionierungsmittel ein Weichgelbildner zugesetzt Ist.

6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, dass der Feinfraktion als Bindemittel zusätzlich Kalk beigemischt ist.

7. Verwendung einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Feinfraktion 5 Gew.-% Natriumsilikat in trockener, mehlfeiner Pulverform als Konditionierungsmittel und Sand aus der Bauschuttaufbereitung als sehr kömiges Material mit sperrig gezacktem Korn hoher Stanz- und Scherfestigkeit als Stabilisierungsmittel In einer Menge zwischen 50 und 65 Gew.-% sowie geringfügiger Anteile an Kalk und Tonmehl als hydraulische Bindemittel zugemischt sind.

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