DE10317252A1

DE10317252A1 - Substrate und/oder Suspensionen, BULBsludge, zur Alkalisierung von Wässern und Böden, insbesondere von Seewasser von Bergbaufolgeseen und/oder zur Meliorierung von sauren Kippflächen

Info

Publication number: DE10317252A1
Application number: DE2003117252
Authority: DE
Inventors: Michael Dr.-Ing. Lersow; Reinhard F. Prof. Dr. Hüttl
Original assignee: BUL - BERGBAUSANIERUNG und LANDSCHAFTSGESTALTUNG BRANDENBURG GmbH; BUL BERGBAUSANIERUNG und LANDS
Current assignee: LERSOW, MICHAEL, DR.-ING., 08359 BREITENBRUNN, DE
Priority date: 2003-04-14
Filing date: 2003-04-14
Publication date: 2004-11-18

Abstract

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass zur Alkalisierung von Wässern und Böden, insbesondere von Seewasser der Tagebaurestseen und/oder zur Meliorierung von sauren Kippenflächen, ein Substrat und/oder eine Suspension, mit einem der Aufgabenstellung angepassten Anteil eines basischen Grundstoffes, hergestellt aus Hafenschlick, verwandt wird. Die so hergestellten Substrate und/oder Suspensionen tragen den Markennamen BULBsludge. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass aus dem aus Hafenschlick und/oder aus einem aus Hafenschlick hergestellten Feststoff und/oder aus einem aus Hafenschlick gewonnenen Eluat ein basischer Grundstoff hergestellt wird, in dem ein Bindemittel zugeführt wird, das zumindest den pH-Wert des Ausgangsmaterials nicht mindert und/oder die mineralisierende Wirkung des Ausgangsmaterials nicht aufhebt. Das Bindemittel kann fest, flüssig und/oder gasförmig sein, insbesondere sind dies Kalk, Calcite, Braunkohlenfilterasche, Kalkmilch, Luft. DOLLAR A Erfindungsgemäß werden diese Substrate und/oder Suspensionen, mit dem Markennamen BULBsludge, als Alkalisierungsmittel auf verschiedene Weise in den Lockergesteinskörper der Kippenflächen und/oder der Sohle von Tagebaurestseen und/oder In-Lake eingebracht.

Description

Die Erfindung betrifft den Einsatz von Hafenschlick zur Herstellung von Substraten und Suspensionen zur Alkalisierung von Wässern und Böden, insbesondere von Seewasser von Bergbaufolgeseen und/oder zur Meliorierung von sauren Kippenböden.
Ein besonderes Problem bei der Gestaltung der Bergbaufolgelandschaft, insbesondere des ausgelaufenen und des gegenwärtigen Braunkohlebergbaues, z.B. im Lausitzer Braunkohlerevier, ist die Versauerung der jungen Bergbaurestseen und die Versauerung der Kippenflächen. So sind im Lausitzer Bergbaurevier zur Zeit ca. die Hälfte limnologisch untersuchter Restseen mit pH-Werten im ausgeprägt sauren Bereich festgestellt. Der ausgeprägt saure Bereich ist durch einen pH-Wert > 4,5 gekennzeichnet. Aber auch pH- Werte ≤ 3,0 sind keine Seltenheit. Ähnliche Verhältnisse liegen in den Kippenflächen in dem dort im Lockergesteinskörper gebundenen Wässern vor. Es werden ohne geeignete Alkalisierungsmaßnahmen und/oder Meliorationsmaßnahmen insbesondere Restseen mit lebensfeindlichen pH-Werten von 2,5-4,5 entstehen, die nur sehr schwer und in langen Zeiträumen mit erheblichen materiellen Aufwand revitalisiert werden können.
Um die Herausbildung komplexer biologischer Prozesse in den Restseen, basierend auf einer photosynthetischen Primärproduktion und den Lockergesteinskörpern der Kippen überhaupt erst einmal zu ermöglichen, muss zumindest bei der Füllung der Restseen und/oder bei der Erstbepflanzung der Kippenflächen ein mindest pH-Wert von 4,5 erreicht werden. Die Rohkippenböden des Lausitzer Braunkohlereviers besitzen einen hohen Pyrit-/Markasitgehalt. Wird Pyrit (FeS₂) oxidiert, zum Beispiel durch belüftete Untergrundbereiche und oder aerobes Grundwasser, wird Schwefelsäure gebildet. Dies trifft sowohl auf die Restlochfüllung durch aufgehende Wässer wie auch auf die Kippenflächen durch zutretende Oberflächenwässer zu. Durch Rückströmung der Wässer aus den Restseen tritt eine Versauerung des Grundwassers auf. Ähnliches geschieht, wenn die Oberflächenwässer die den Lockergesteinskörper der Kippen durchströmen ins Grundwasser gelangen. Die Gefahr besteht dann besonders, wenn das Grundwasser oberflächennah ansteht.

Als Alkalisierungsmaßnahmen zur Behebung und zur Entgegenwirkung einer Versauerung von Wässern und Böden, insbesondere des Seewassers der Tagebaurestseen und/oder des Grundwassers im Umfeld der Restlöcher, können zusammenfassend folgende Maßnahmen beschrieben werden:

– Fremdwasserflutung insbesondere der Tagebaurestseen;
– Seedurchströmung;
– Zulaufwasserkonditionierung, Errichtung von Wasserreinigungsanlagen;
– In-Lake-Maßnahmen (wie Verspülung von Kraftwerksaschen mit nachfolgender Umwälzung der Ascheströme, Kalkung der Seewässer, u.ä.m.).

Um der Versauerung von Böden, insbesondere der Kippenflächen, entgegen zu wirken und diese einer forstlichen und/oder landwirtschaftlichen Nutzung wieder zugänglich zu machen, werden diese Flächen melioriert. Im ersten Arbeitsgang wird zumeist Meliorationskalk, Mengendosierung der jeweiligen Fläche entsprechend, flächenhaft ausgestreut und im zweiten Arbeitsgang wird der ausgestreute Meliorationskalk in die Kippenfläche, insbesondere bis zu 1 m Tiefe, eingearbeitet. Dies geschieht insbesondere durch Fräsen, Pflügen u.ä.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass zur Alkalisierung von Wässern und Böden, insbesondere von Seewasser der Tagebaurestseen und/oder zur Meliorierung von sauren Kippenflächen, ein Substrat und/oder eine Suspension, mit einem der Aufgabenstellung angepassten Anteil eines basischen Grundstoffes, hergestellt aus Hafenschlick, verwandt wird. Die so hergestellten Substrate und/oder Suspensionen tragen den Markennamen BULBsludge

Hafenschlick entsteht vorrangig dort, wo Häfen an der Mündung von Flüssen in Gewässer, insbesondere Meere, liegen. Jeder Fluss transportiert Schwebestoffe. Die im Wasser schwebenden Teilchen unterscheiden sich in Größe und Ursprung. Neben anorganischen, wie Sand, Tonpartikel und Mineralien, gibt es Schwebestoffe organischen Ursprungs, wie Pflanzenreste und tierische Kleinorganismen. Bei kräftiger Strömung werden die Schwebestoffe stromabwärts befördert. Wo die Strömungsgeschwindigkeit abnimmt, sinken sie als Sedimente (Bodenablagerungen) auf den Grund. Dies ist vorrangig in den beschriebenen Häfen der Fall.

Durch die Tide wird überwiegend Sand in die Häfen transportiert.

Die Sedimentation der schwebenden Teilchen aus dem Fluss und vorrangig Sand aus dem Meer durch die Tide beeinflussen sich wechselseitig. Es entsteht ein hafenspezifischer Schlick.

Um den Hafenbetrieb störungsfrei aufrecht zu erhalten, wird der Hafenschlick aus den Hafenbecken gebaggert und als Baggergut verbracht. Auf Trocknungsfelder oder in mechanisch-thermischen Anlagen wird dem Baggergut Wasser entzogen, so dass dieses dann als Feststoff vorliegt. Aber auch die Verbringung als Eluat ist möglich.

Aufgrund der Mixtur der Schwebeteilchen, Tonpartikel, Mineralien, organische Schwebestoffe u.ä., ist der Hafenschlick und späterhin der aus dem Baggergut gewonnene Feststoff und/oder Eluat basisch

Im umfänglich untersuchten Feststoffen und Eluat aus Hafenschlick des Hamburger Hafens wurden pH-Werte im Mittel im Bereich von 7,0 ≤ pH-Wert ≤ 9,0 ermittelt.

Weiterhin ist der aus Hafenschlick gewonnene Feststoff und/oder Eluat sehr mineralstoffhaltig.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass aus dem aus Hafenschlick und/oder aus einem aus Hafenschlick hergestellten Feststoff und/oder aus einem aus Hafenschlick gewonnenen Eluat ein basischer Grundstoff hergestellt wird, in dem ein Bindemittel zugeführt wird, das zumindest den pH-Wert des Ausgangsmaterials nicht mindert und/oder die mineralisierende Wirkung des Ausgangsmaterials nicht aufhebt. Das Bindemittel kann fest, flüssig und/oder gasförmig sein, insbesondere sind dies Kalk, Calcite, Braunkohlenfilterasche, Kalkmilch, Luft.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Feststoff und/oder das Eluat oder der durch Bindemittelzusatz gewonnene basische Grundstoff thermisch behandelt werden kann.

Aus dem so hergestellten basischen Grundstoff werden erfindungsgemäß Substrate und/oder Suspensionen hergestellt, die erfindungsgemäß zur Alkalisierung von Wässern und Böden, insbesondere von Seewasser der Tagebaurestseen und/oder zur Meliorierung von Böden, insbesondere von sauren Kippenflächen, eingesetzt werden. Das alkalisierende Substrat wird aus dem basischen Grundstoff und einem nicht sauren Material, insbesondere körnigem alkalischen Lockergestein, Braunkohlenfilteraschen, Kalk, Calcit u.ä.m. gemischt. Die alkalisierende Suspension wird aus dem basischen Grundstoff und einem alkalischen Fluid insbesondere Wasser, Kalkmilch, Braunkohlenfilteraschesuspensionen u.ä.m. hergestellt

Die so hergestellten Substrate und/oder Suspensionen tragen den Markennamen BULBsludge.

Erfindungsgemäß werden diese Substrate und/oder Suspensionen, mit dem Markennamen BULBsludge, als Alkalisierungsmittel, insbesondere von Seewasser von Tagebaurestseen und/oder zur Meliorierung von sauren Kippenflächen, auf verschiedene Weise in den Lockergesteinsköper der Kippenflächen und/oder der Sohle von Tagebaurestseen und/oder In-Lake eingebracht werden, insbesondere durch:

– Einfräsen und/oder Einpflügen;
– das alkalische Substrat (1) einer Alkalisierungsmatte der 1, insbesondere mit dem Markennamen BULBmattress;
– Tiefenrüttler hergestellte Säulen (6) aus alkalischem Substrat der 2, insbesondere mit dem Markennamen BULBsoil;
– Tiefenrüttler hergestellte „Impfstellen" (7, 7') aus alkalischer Suspension der 2, insbesondere mit dem Markennamen BULBsoil;
– Verfüllen von Bohrungen mit alkalischem Substrat;
– Verfüllen von Bohrungen mit alkalischer Suspension
– In-Lake als alkalisches Substrat oder alkalische Suspension.

Es sind Zeichnungen beigefügt, welche Folgendes zeigen:
1 Deckwerk zur anorganen und biogenen Alkalisierung von Wässern, BULBmattress
2 Verfahren zur Alkalisierung von Wässern, insbesondere in Tagebaurestlöchern, BULBsoil

1: Alkalisches Substrat, insbesondere BULBsludge
2: Bepflanzung mit humusfreien Substratballen
3: Netzartige Matte oder Vlies aus biogenem
: Material
4: Untergrund, insbesondere Kippenfläche
5: Biogene Pflöcke oder Nägel
6: Säule, insbesondere aus BULBsludge
7: Impfstelle, insbesondere aus BULBsludge
7: Impfstelle, insbesondere aus BULBsludge
8: eingepflügtes Substrat, insbesondere
: BULBsludge
8: eingepflügtes Substrat, insbesondere
: BULBsludge
9: Grundwasserspiegel t₀
10: Grundwasserspiegel t₁
11: Grundwasserspiegel t₂

Claims

Substrat und/oder Suspension zur Alkalisierung von Wässern und Böden mit dem Markennamen BULBsludge, insbesondere von Seewasser von Tagebaurestseen und/oder zur Meliorierung von sauren Kippenflächen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bestandteil ein basischer Grundstoff ist, der aus Hafenschlick hergestellt ist.
Basischer Grundstoff zur Herstellung des Substrates und/oder der Suspension BULBsludge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Hafenschlick und/oder ein aus Hafenschlick gewonnener Feststoff und/oder ein aus Hafenschlick gewonnenes Eluat ein Bindemittel zugeführt wird, insbesondere Kalk, Calcite, Braunkohlenfilterasche, Kalkmilch, Luft, das zumindest den pH-Wert des Ausgangsmaterials nicht mindert und/oder die mineralisierende Wirkung des Ausgangsmaterials nicht aufhebt.
Basischer Grundstoff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel fest und/oder flüssig und/oder gasförmig ist.
Basischer Grundstoff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dieser thermisch behandelt wird.
Substrat zur Alkalisierung von Wässern und Böden mit dem Markennamen BULBsludge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem festen basischen Grundstoff nach Anspruch 2 und wenigstens einem weiteren nicht sauren, festen Material, insbesondere körnigem alkalischen Lockergestein, hergestellt wird.
Suspension zur Alkalisierung von Wässern und Böden mit dem Markennamen BULBsludge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem basischen Grundstoff nach Anspruch 2 und wenigstens einem weiteren nicht sauren, flüssigen Material, insbesondere Wasser, hergestellt wird.
Substrat und/oder Suspension nach Anspruch 1,5 und 6 mit dem Markennamen BULBsludge, dadurch gekennzeichnet, dass diese in den Lockergesteinsköper der Kippenflächen und/oder der Sohle von Tagebaurestseen und/oder In-Lake, insbesondere nach 2, eingebracht werden.
Substrat nach Anspruch 1 und 5 mit dem Markennamen BULBsludge, dadurch gekennzeichnet, dass mit diesem alkalischen Substrat (1) eine Alkalisierungsmatte, insbesondere mit dem Markennamen BULBmattress nach 1, gefüllt wird.