DD271509A1 - Verfahren zur entwaesserung und deponie von vorzugsweise voreingedickten schlaemmen - Google Patents

Abstract

Das Verfahren zur Entwaesserung und Deponie von vorzugsweise voreingedickten Schlaemmen bezieht sich auf das Gebiet der Abwasserschlammbehandlung. Die voreingedickten Schlaemme werden in beckenartige Vertiefungen, die durch drainagefaehige Flaechen und Daemme charakterisiert sind, aus festen, durchlaessigen, stueckigen Deponiematerialien und/oder Haldenmassen gefoerdert und teilweise entwaessert. Auf die teilweise entwaesserten Schlaemme und Daemme werden erneut aus Deponiematerialien und/oder Haldenmassen beckenartige Vertiefungen angelegt und mit Schlaemmen gefuellt. Die Prozessabfolge kann beliebig oft bis zur Endhoehe der Deponie und/oder Halde sandwichartig wiederholt werden. Durch den Ueberlagerungsdruck erfolgt eine weitere Entwaesserung und eine Schlammkompression. Durch die Einlagerung der Schlaemme innerhalb der standfesten Deponie und/oder Halde ist eine statisch einwandfreie Schlammdeponie gewaehrleistet.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Abwasserschlammbehandlung, oetrifft ein Verfahren zur Entwässerung und Deponie von vorzugsweise voreingedickten Schlämmen in festen, durchlässigen, stückigen Deponiematerialien bzw. Haldenmassen und Ist im Bergbau, der Aufbereitung, der chemischen Industrie und im kommunalen Bereich vorteilhnft anwendbar.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

In vielen Produktionsprozessen fallen Abprodukte in Form von Schlämmen an. Zur Beseitigung bzw. unschädlichen Deponio dieser Abprodukte liegen eine Vielzahl von Verfahren vor, die aber aus Gründen des Umweltschutzes und hohen ökonomischen Aufwendungen kaum zur Anwendung kommen. Zu diesen Verfahren gehören die Einlagerung in industrielle Absetzanlagen (Schlammteiche) und die Verspülung ins Meer. Für große industrielle Absetzanlagcn sind oft die Bereitstellung von landwirtschaftlichen Nutzflächen sowie hohe ökonomische Aufwendungen für die Anlegung der Anlagen und die Rekultivierung notwendig. Besonders bei schlecht entwässerbaren Dünnschlämmen werden große auf den Feststoff bezogene spezifische Deponievolumina verbraucht und für die Rekultivierung sind keine geeigneten Verfahren bekannt. Aus den genannten Gründen werden Anstrengungen zur Entwicklung von Verfahren zur Schlammentwässerung und zur festen Doponie der Abprodukte unternommen. Die Entwässerung erfolgt mit geeigneten Mitteln, zum Beispiel Filtern, Zentrifugen oder Trockenbeeten. Für schlecht entwässerbare Schlämme sind für die Entwässerung hohe technische und ökonomische Aufwendungen erforderlich, wobei die teilentwässerten Schlämme noch ein großes Rpstvolumen und einen hohen Restwassergehalt aufweisen. Der Transport der teiientwäsjerten Schlämme auf die Deponie erfolgt häufig kostenaufwendig mit Fahrzeugen. In Schlammbehandlungsverfahren—Natürliche fjchlammentv/ässerung—Werkstandard WAPRO 2.19./04 werden Trockenbeete oder Schlammentwässerungsplätze, bei deren Anwendung eine aufwendige mehrschichtige Drainage erforderlich ist und somit hohe Invest- und Betriebskosten entstehen, beschrieben B-I der Beräumung der Trockenbeete besteht die Gefahr der Zerstörung der Drainageschichten und infolge zunehmender (..'.-!durchlässigkeit der Drainage ist eine Erneuerung der Drainageschichten erforderlich.

In DE 2938717 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem der Schlamm auf die Deponie gepumpt und dort mit geeigneten Entwässerungseinrichtungen behandelt wird. Die entstehenden Transportkosten, die technischen und ökonomischen Aufwendungen für die Einrichtungen zur Schlammentwässerung sowie die benötigten großen Deponievolumina für schlecht entwässerbare Schlämme wirken sich nachteilig auf das Verfahren aus.

In DE 3003177 und DE 1145646 werden Verfahren zur Verarbeitung und Verwertung von kommunalen Faulschlämmen beschrieben. Dabei werden weitgehend vorentwässerte Schlämme mit festen zerkleineren häuslichen Abfällen vermischt und kompostiert. Die Realisierung des Verfahrens ist arbeits- und kostenaufwendig und setzt die Verfügbarkeit entsprechend großer Mengen fester zerkleinerter häuslicher Abfälle voraus. Die Zerkleinerung der häuslichen Abfälle und die Vermischung mit den Schlämmen erfordert zusätzlich« Einrichtungen und Aufwandungen.

Bei den genannten Verfahren sind mehrere Verfahrensechritte in verschiedenen Einrichtungen, wie Vorelndickung, natürliche bzw. mechanische Entwässerung, Beräumung dar Schlammentwässerungseinrichtungen, Be- und Entladung von Fahrzeugen, der Transport in die Deponie sowie die Endlagerung der Schlämme, erforderlich, dabei entstehen hohe Invest- und Betriebskosten.

7IeI der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist es, die Entwässerung und Deponie von ve; .'.ug:> weise voreingedickten Schlämmen mit minimalem apparatetechnischen Aufwand, niedrigen Betriebs- und Investkosten zu realisieren sowie zur Verbesserung des Umweltschutzes beizutragen und jeglichen Aufwand für die W''. ^Jerurharmachung konventioneller industrieller Abretzanlagen zu vermeiden.

Darlegung des Wesens d&r Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahrer: zur Verfügung zu stellen, bei dem die Entwässerung und Deponie von vorzugsweise voreingedickten Schlämmen in einer Verarbeitungsstufe bei minimaler Inanspruchnahme von Deponievolurnen und unter Nutzung von festen, durchlässigen, stückigen Deponiematerialien und/oder Haldenmassen erfolgt und eine sichere Schlammdeponie gewährleistet. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in bestehenden oder geplanten Deponien und/oder Halden aus festen, durchlässigen, stückigen Deponiematerialien und/oder Haldenmassen eine oder mehrere drainagefähige Flächen, die von drainagefähigen Dämmen umgeben sind, beckenartig errichtet, in die beckenartige Vertiefung voreingedickte Schlämme gefördert und nach der teilweisen Entwässerung dieser voreingedickten Schlämme auf die jetzt tailweise entwässerten Schlämme und Dämme wiederum aus festen, durchlässigen, stückigen Deponiemater ialien und/ oder Haldenmassen erneut eine oder mehrere drainagefähige Flüchen, die von drainagefähigen Dämmen umgeben sind, beckenartig errichtet werden. Das vorgeschlagene Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß die drainagefähigen Flächen und Dämme einmal oder mehrmals vom untersten Niveau der Deponie und/oder Halde bis zur Endhöhe errichtet und somit sandwichartig wiederholt sowie im Inneren der Deponie und/oder Halde mit entsprechendem Sicherheitsabstand zur Böschung angelegt werden.

Die drainagefähigen Damms werden vorzugsweise von 0,3m bis 2,0m Höhe errichtet. In die beckenartige Vertiefung werden vorzugsweise voreingedickte Schlämme gefördert, wobei eine Schlammeinspülhöhe vorzugsweise von 0,1 m bis 1,5m je Schicht und in Abhängigkeit der Dammhöhe einzuhalten ist. Durch Drainage der flüssigen Phase dieser Schlämme ist den festen, durchlässigen, stückigen Deponie- und/oder Haldenkörper und durch Verdunstung tritt nach einer entsprechenden Liegezeit eine teilweise Entwässerung der Schlämme ein. Auf die jetzt teilweise entwässerten Schlämme und Dämme wird wiederum aus festen, durchlässigen, stückigen Deponiematerialien und/oder Haldenmassen erneut eine oder mehrere cVainagefähige Flächen, die von Dämmen umgeben sind, beckenartig errichtet, somit erfolgt dor Aufbau der Deponie und/oder Halde in einer oder mehreren Schichten sandwichtartig in einer Wechselfolge von Schlammschichten und festen, durchlässigen, stückigen Deponiematerialien und/oder Haldenmassen übereinander und in den Schichten abschnittsweise. Durch den statischen Druck der übereinanderliegenden Schichten und dem darauf folgenden Überlagerungsdruck auf die Schlämme dringen diese Schlämme bzw. das in diesen Schlämmen noch enthaltene Wasser teilweise bis vollständig in die Porenräume der Deponiematerialien und/oder Haldenmassen ein. Dieses durch die Schlammkompressin ausgepreßte Wasser versickert im Deponie- und/oder Haldenkörper und wird durch bekannte Drainagemaßnahmen in der Deponie- bzw. Haldenaufstandfläche und am Deponie- bzw. Haldenfuß aufgefangen und ordnungsgemäß ab- bzw. weitergeleitet. Durch die Schichtenfolge von Schlämmen ur'l Deponiematerialien und/oder Haldenmassen und die abschnittsweise Schlämmeinlagerung in immer neues unverschlämmtes bzw. noch nicht kolmatiertes Deponiematerial und/oder Haldenmassen ist die Aufrechterhaltung der Drainage über die Randdämme gewährleistet. Bei der Realisierung der Wechselfolge von Schlammschichten und Deponiematerialien und/oder Haldenmassen ist ein Verhältnis dor Volumina von kleiner gleich 1 einzuhalten.

Die statische Sicherheit der Deponie und/oder Halde wird dadurch gewährleistet, daß die drainagefähigen Flächen und Dämme im statisch nicht televanten Bereich, d.h. im Inneren der Deponie und/oder Halde mit entsprechendem Sicherheitsabstand zm Böschung errichtet werden.

Durch die Einlagerung der Schlämme innerhalb der standfesten Deponie und/oder Halde ist eine statisch einwandfreie Schlammdeponie gewährleistet.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In einem Bergbaubetrieb mit hydrometallrgischer Gewinnung durch Laugung fällt eine schwefelsaure Abstoßlösung an, die nach der Neutralisation und Klärung in die Vorflut abgeleitet wird. Der entstandene Fällungsschlarnm, der einen hohen Anteil Metallhydroxide enthält, kann nur bis auf einen Wassergehalt von etwa 90% durch Eindickung entwässert werden. Auf der Bergehalde des Betriebes erfolgt erfindungsgemäß das Aufschieben von 1,0m hohen drainagefähigen Dämmen aus festem, durchlässige,n, stückigem Haldenmaterial. In die geschaffenen beckenartigen Vertiefungen, die mit einem Sicherheitsabstand zur Böschung im Inneren der Halde angelegt werden, wird der Fällungsschlamm in einer Höhe von 0,6m eingebracht. Durch Drainage und Verdunstung entwässert der Schlamm in den beckenartigen Vertiefungen weiter, wodurch eine teigartige Konsistenz entsteht. Auf jede Schlammschicht wird erneut eine Schicht von 1,0m Haldenmaterial aufgetragen. Aus diesem Haldenmaterial werden die nächsthöheren beckenartigen Vertiefungen errichtet. Durch den ÜLierlagerungsdruck der Bergemasse dringt der Schlamm zum Teil in das Porenvolumen des Haldenmaterials ein und wird dabei weiter entwässert. Die Schichtabfolge von Schlamm und Haldenmaterial wird beliebig oft, entsprechend der geplanten Haldenhöhe, wiederholt. Innerhalb der Berghalde entwässert der Schlamm bis auf einen Wassergehalt von etwa 65% und besitzt damit noch etwa 25% seines ursprünglichen Volumens nach der Eindickung.

Claims (5)

1. Verfahren zur Entwässerung und Deponie von vorzugsweise voreingedickten Schlämmen in festen, durchlässigen, stückigen Deponiematerialien und/oder Haldenmassen und der Ableitung bzw. Weiterleitung des Drainagewaosers der Schlämme durch Drainagemaßnahmen in der Deponiebzw. Haldenaufstandfläche und am Deponie- bzw. Haldenfuß, dadurch gekennzeichnet, daß auo festen, durchlässigen, stückigen Deponiemeterialien und/oder Haldenmassen eine oder menreie drainagefähige Flächen, die von drainagefähigen Dämmen umgeben sind, beckenartig errichtet, in die beckenartige Vertiefung voreingedickte Schlämme gefördert und nach der teilweisen Entwässerung dieser voreingedickten Schlämme auf die jetzt teilweise entwässerten Schlämme und Dämme wiederum aus festen, durchlässigen, stückigen Deponiematerialien und/oder Haldenmassen erneut eine oder mehrere drainagefähige Flächen, die von drainagefähigen Dämmen umgeben sind, beckenartig errichtet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drainagefähigen Flächen und Dämme einmal oder mehrmals vom untersten Niveau der Deponie und/oder Halde bis zur Endhöhe errichtet und sandwichartig wiederholt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die drainagefähigen Flächen und Dämme im Inneren der Deponie und/oder Halde mit entsprechendem Sicherheitsabstand zur Böschung errichtet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drainagefähigen Dämme vorzugsweise von 0,3 bis 2,0m hoch errichtet werden und die Schlammeinspülhöhe vorzugsweise von 0,1 m bis 1,5 m je Schicht beträgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Volumina von Schlamm und festen, durchlässigen, stückigen Deponiematerialien und/oder Haldenmassen kleiner gleich 1 ist.