DE102004053110B4

DE102004053110B4 - Verfahren zur Herstellung einer Deponieabdeckung

Info

Publication number: DE102004053110B4
Application number: DE200410053110
Authority: DE
Inventors: Ronny 15366 Münchehofe Fehrmann; Arnim Fehrmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-10-28
Filing date: 2004-10-28
Publication date: 2008-03-13
Anticipated expiration: 2024-10-29
Also published as: DE102004053110A1; DE102004053110C5

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Deponieabdeckung bei dem aus natürlichen und/oder künstlichen Gewässern entnommene und aufbereitete Schlickstoffe mit einer Korngröße kleiner 0,02 mm und einem Trockensubstanzanteil zwischen 30 und 60 % unter Zusatz von Beimengungen von Tonmineralien und/oder Kalk und/oder Flugasche als Schicht auf die Deponie aufgebracht und auf eine Schichtdicke von 300 mm–600 mm verdichtet werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Deponieabdeckung unter Verwendung von Schlickstoffen aus natürlichen und/oder künstlichen Gewässern, die einer Aufbereitung unterzogen wurden. Das Deponieabdeckmaterial soll mechanisch verdichtbar sein.
Aus der DE 37 27 819 A1 ist ein Verfahren zum Abdichten von Bodenformationen, insbesondere zur Basisabdichtung von Deponien bekannt, bei dem Gewässerschlamm mit 30–70 Gewichtsprozent bezogen auf das Schlammtrockengewicht mit wasseraufnahmefähigen Zuschlagstoffen vermischt auf die Bodenformation aufgebracht und mechanisch verdichtet wird.
Die Funktion dieser allgemeinen Lehre darf auch unter Berücksichtigung der nachstehend beschriebenen Untersuchungen insbesondere betreffend den Gewässerschlamm aus dem Hamburger Hafen bezweifelt werden. Vielmehr bedarf es wohl der Nutzung der beschriebenen bevorzugten Ausführungsform, nämlich dem Gemisch aus Gewässerschlamm und Zuschlagstoffen mit Tonmehlen bis 10% oder bis zu 2 Gew.-% pulverförmigen Wasserglases jeweils bezogen auf das Trockengewicht des Gemisches zur Erzielung der notwendigen Abdichtungswirkung. Zusätzlich zu Wasserglas sollen auch Weichgelbildner zugesetzt werden, um die Durchlässigkeitswerte zu reduzieren.
Aus der Literatur ist es betreffend die Behandlung gebaggerter Elbsedimente im Hamburger Hafen bekannt, eine Trennung des Schlammes in eine Schlickfraktion mit einer Korngröße < 0,063 mm und in eine Sandfraktion mit einer Korngröße > 0,063 mm vorzunehmen (Rode, W. et al. Die Behandlung gebaggerter Elbesedimente im Hamburger Hafen. In: Berichte und Informationen aus der Forschung, Lehre und Praxis, 3/94, S. 186-191).
Die Darstellung in diesem Bericht endet mit dem Fazit, dass der entwässerte Schlick (Korngröße < 0,063 mm) in sicheren Deponien an Land untergebracht werden muss. Verworfen werden andere spezielle Technologien wie chemische Extraktion, bakterielle Laugung, Abbau organischer Kontaminationen durch Mikroorganismen, die Extraktion von Schadstoffen durch Pflanzen und auch die Verfestigung mit Bindemitteln und die Herstellung keramischer Baustoffe.
Die Hamburger Anlage mit den vorausgegangenen Forschungen stellte 1993 den technologischen Höchststand der Behandlung von gebaggerten Gewässersedimenten dar und schloss zwei Schlicklager mit einem Gesamtvolumen von 12 × 10⁶ m³ unter Nutzung sicherer Deponietechnologien ein.
Die in der DE 37 32 961 A1 angegebenen Zahlen (Korngröße < 0,063 mm) und die in der Zeichnung dargestellte Anlage zeigen den Bezug zu den Hamburger Ergebnissen. Hier wird nun ein erster Versuch gemacht, die Ausschließlichkeit des Deponieren des Schlickes infrage zu stellen.
Anstelle der Deponierung wird hier vorgeschlagen, die Schlickfraktion als Deponiebasis und/oder Deponieoberflächendichtungsmaterial zu verwenden.
Als Lösung ist vorgesehen, der Feinfraktion (Korngröße < 0,063 mm) Konditionierungsmittel und Stabilisierungsmittel zuzugeben. Als Stabilisierungsmittel werden Kalk, Tonmehl – also Bindemittel, benannt. Ihre Aufgabe besteht in der Verbesserung der mechanischen Eigenschaften wie Tragfestigkeit und Dauerbeständigkeit.
Die abdichtende Wirkung wird durch den 2. Zusatz, das Konditionierungsmittel (Natriumsilikat) gewährleistet, da es sich in die feinen Zwischenräume der Feinfraktion (Korngröße < 0,063 mm) einlagert und durch chemische Reaktion unlösliche Gele bildet.
Die daraus resultierende Lehre lautet demnach, zu Abdichtzwecken bei Korngrößen < 0,063 mm ein Konditionierungsmittel zum Ausfüllen der Zwischenräume und ein Stabilisierungsmittel bestehend aus Bindemittel zu verwenden.
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 bildet.
Dieses Konzept stellt somit letztlich nur eine Deponie des Schlickes auf einer Deponie dar, indem der Schlick mittels der infolge der chemischen Reaktion entstandenen unlöslichen Gele erst einmal selbst gebunden wird.
Die erprobten wasserglasvergüteten Dichtungssysteme aus Abfallstoffen und Recyclingmaterialien erfordern nach der DE 44 29 346 A1 den Einsatz von kostenaufwendigen Gelbildnern zur Verringerung der Wasserdurchlässigkeit. Das ist neben dem Entstehen unlöslicher Gele ein weiterer Nachteil.
Auch die im weiteren bekannt gewordene DE 195 40 387 A1 setzt zur Gewährleistung der zulässigen Wasserdurchlässigkeitsbeiwerte neben multimineralischen Dichtungsschichten künstliche Dichtungsschichten ein, hier in Form von einer Kunststoffdichtungsbahn und einem Schutzvlies. Zusätze zu den mineralischen Dichtungsschichten, wie hier Bentonit zum Binden von Gießereialtsanden haben in erster Linie eine stabilisierende Aufgabe für die mineralischen Stoffe.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein verdichtungsfähiges abdichtendes und tragendes Deponieabdeckmaterial, das unter Verwendung von aufbereiteten Schlickstoffen herstellbar ist, vorzuschlagen, wobei die Herstellung kostengünstig erfolgt und beim Einsatz keine umweltbelasteten Substanzen aktiviert oder zusätzlich eingebracht werden.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1, vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Herstellung einer Deponieabdeckung unter Verwendung von aus natürlichen und/oder künstlichen Gewässern entnommenen und aufbereiteten Schlickstoffen mit einer Korngröße kleiner 0,02 mm und einem Trockensubstanzanteil zwischen 30 und 60 % vorgesehen. Dem sind Beimengungen von Tonmineralien, insbesondere Bentonit und/oder kaolitischer Tonerde; und/oder Kalk, insbesondere Brandkalk; und/oder Flugasche beigemischt.
Die Beimengungen erfolgen in einer Größenordnung, bei der eine Annäherung an den optimalen Wassergehalt, vorzugsweise um die 30 %, erfolgt. Nach bisherigen Untersuchungen reichen dafür Anteile von Tonmineralien und/oder Kalk und/oder Flugasche jeweils maximal bis 15 Gew % aus.
Die so erreichte Struktur des Deponieabdeckmaterials gestattet das Arbeiten mit einer aufgetragenen, verdichteten Schichtdicke des Deponieabdeckmaterials auf die Deponie unter 600 mm und über 300 mm. Dabei wird das Deponieabdeckmaterial als Schicht zwischen Vliesen, einer oberhalb befindlichen Entwässerungsschicht und einer Rekultivierungsschicht angeordnet.
Das Beimischen der Beimengungen erfolgt vorzugsweise vor Ort mittels eines Zwangsmischers vor dem Ausbringen des Deponieabdeckmaterials oder nach dem Ausbringen der aufbereiteten Schlickstoffe auf die Deponie durch Eingrubbern und/oder Einfräsen.
Ausführungsbeispiel:
Die natürlichen und/oder künstlichen Gewässern entnommenen Schlickstoffe werden in verschiedenen Verfahrensstufen behandelt wie Vorabsiebung und Cattern, Grobkornabscheidung, Hydroklassierung, Eindickung und Entwässerung (vgl. die Behandlung gebaggerter Elbesedimente im Hamburger Hafen, Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden, Berichte und Informationen aus Forschung, Lehre und Praxis, 3/94 S. 186 bis 191), so dass ein weiter verarbeitbares Material mit einer Korngröße kleiner 0,02 mm und einem Trockensubstanzanteil von 45 % vorliegt.
Dieses Material wird im Deponiebereich einem Zwangsmischer zugeleitet und mit Flugasche vermischt. Die Menge an Flugasche beträgt 12 Gew. %. Das so hergestellte Deponieabdeckmaterial wird auf die Deponie aufgebracht und auf eine Schichtdicke von 500 mm mechanisch verdichtet. Nach dem Aufbringen eines Vlieses und einer Entwässerungsschicht erfolgt der Auftrag einer Rekultivierungsschicht.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Deponieabdeckung bei dem aus natürlichen und/oder künstlichen Gewässern entnommene und aufbereitete Schlickstoffe mit einer Korngröße kleiner 0,02 mm und einem Trockensubstanzanteil zwischen 30 und 60 % unter Zusatz von Beimengungen von Tonmineralien und/oder Kalk und/oder Flugasche als Schicht auf die Deponie aufgebracht und auf eine Schichtdicke von 300 mm–600 mm verdichtet werden.
Verfahren zur Herstellung einer Deponieabdeckung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Deponieabdeckmaterial einen optimalen Wassergehalt von ca. 30 % aufweist.
Verfahren zur Herstellung einer Deponieabdeckung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anteile Tonmineralien, insbesondere Bentonit und/oder kaolitischer Tonerde; und/oder Kalk, insbesondere Brandkalk; und/oder Flugasche jeweils maximal bis 15 Gew. % betragen.
Verfahren zur Herstellung einer Deponieabdeckung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beimengungen nach dem Ausbringen der aufbereiteten Schlickstoffe auf die Deponie durch Eingrubbern und/oder Einfräsen eingebracht werden.