DE19520393A1 - Verfahren zur Bindung anorganischer Substanzen und anderer Stoffe in Rückständen aus Müllverbrennungsanlagen, verbunden mit einer Absenkung der Eluatwerte bezüglich Schwermetallen und anderer Stoffe bei der Deponierung und/oder Verwertung der Rückstände - Google Patents

Description

Unter den Verfahren zur Abfallbehandlung hat bisher die thermische Entsorgung als einziges Verfahren den Stand der Technik erreicht. Die hierbei entstehenden Verbrennungsrückstände (Schlacken und Aschen) erfüllen in der Regel die gesetzlichen Anforderungen bezüglich der organischen Stofffracht nach den Kriterien der TA Siedlungsabfall, Anhang C für abzulagernde Abfälle. Die erhöhte Salz- und Metallionenfracht ist hierbei Schwankungen unterworfen, die eine Verwertung der Verbrennungsresiduen, beispielsweise im Straßenbau oder auch die Deponierung, erschweren. Gerade bei der Regeldeponierung sind verschärfte Sickerwasserwerte einzuhalten (siehe Anhang 51, Wasserhaushaltsgesetz).

Das im Patentanspruch angemeldete Verfahren ist für die Lösung der angesprochenen Probleme geeignet.

Metallionen und andere Schadstoffe werden an Tonminerale gebunden und damit eine Langzeitstabilisierung der Verbrennungsrückstände erreicht, um so eine Deponierbarkeit und/oder Verwertung zu gewährleisten.

Die in den Verbrennungsrückständen befindlichen anorganischen Substanzen (Salze, Metalle) und zum geringen Teil noch vorhandenen organischen Reststoffe werden durch verschiedene Bindungsmechanismen (Anionen-, Kationenaustausch, von der Waals-Bindungen, etc.) an den zugesetzten Tonmineralen gebunden und somit an einem Übertritt in das Sickerwasser gehindert.

Durch das im folgenden detailliert beschriebene Verfahren findet eine ökologisch kompatible Stabilisierung der Verbrennungsrückstände statt. Die kritischen anorganischen Anteile werden in metastabile Strukturen überführt, die somit ohne Grenzwertüberschreitung in natürlich ablaufende geochemische Prozesse (z. B. Verwitterung und Bodenbildung) eingeschleust werden.

Das Verfahren sieht die Zumischung von Tonmineralen und eventuell von kalkhaltigen Bestandteilen zu Verbrennungsresiduen (Aschen und Schlacken) aus der Müllverbrennung vor. Die Zuschlagstoffe werden intensiv mit den Verbrennungsrückständen vermengt. Die Oberflächen der Verbrennungsrückstände sollen dabei von Tonmineralpartikeln bedeckt sein. Durch eine kontrollierte Zugabe von Wasser kann die Konsistenz so eingestellt werden, daß eine intensive Haftung auf den Müllbestandteilen gewährleistet wird. Auf diese Weise wird eine intensive entmischungsfreie Vermengung von Verbrennungsrückständen mit dem oder den Zuschlagstoffen gewährleistet.

Durch die Zumischung von Tonmineralen zu den Verbrennungsrückständen werden Bindungsstellen und -reaktionen zur Festlegung von anorganischen Verbindungen und Schadstoffen wie auch für organische Reststoffe angeboten. Darauf beruhen die Immobilisierungswirkungen für mobile anorganische Rückstände und Schadstoffe.

Folgende Reaktionen führen hierbei zu einer effizienten Immobilisierung:

• (1) Tonminerale binden positiv geladene Ionen, z. B. die meisten Schwer­ metalle, durch Kationenaustausch. Bei einem Überschuß an Kationenaustauscherfläche findet eine Immobilisierung der Schwermetalle statt. Besonders an Eisen- und Mangan-(hydr)oxiden findet eine intensive und oft irreversible Bindung statt.
• (2) Negativ geladene Ionen wie verschiedene Oxianionen-Komplexe von Schwermetallen (z. B. bei Cr, Mo, As, Se) oder Phosphate werden über spezifische Bindungsstellen an den Kantenflächen der Tonminerale gebunden.
• (3) Organische Verbindungen werden über nichtionische Bindungen (von der Waals-Bindung, Wasserstoffbrücken u. a.) sorbiert.
• (4) Lösliche organische Verbindungen können durch Ca²⁺-Ionen vernetzt und dadurch im Sickerwasser unlöslich werden (Bildung von Ca-Humaten) oder in Calciumcarbonate eingebunden werden.

Die Zuschlagstoffe werden durch eine in diesem Vorhaben zu entwickelnde Mischtechnik möglichst intensiv und homogen den Verbrennungsrückständen zugemischt.

Auf diese Weise ergeben sich für das zu erzeugende Produkt folgende Vorteile:

• (1) Die Bindung der löslichen anorganischen Verbindungen führt zu einer Verminderung der Sickerwasserfracht bei der Deponierung. Im Idealfall zur Wiederverwertbarkeit des bodenähnlichen Stabilats beispielweise im Straßenbau.
• (2) Durch die intensive Beimengung der mineralischen Zuschlagstoffe werden die Einbaueigenschaften in die Deponie verbessert. Die Standsicherheit des erzeugten erdeähnlichen Materials wird voraussichtlich verbessert. Dies ist entscheidend für die kosteneffiziente Auslegung von Deponiebauten durch Einsparungen bei der Auslegung und Konstruktion der Sickerwasserfassung und Ausleitung sowie der Deponieabdichtung.

Als Zuschlagstoff kann aufbereiteter Erdaushub verwendet werden. Als geeignetes Material ist vorgesehen:

• - Mergel
• - Kalkstein
• - Siebdurchgang Baustoffrecycling
• - Tone und Tonstein, Lehm
• - Kalksandstein
• - Mischungen und Böden aus den betreffenden Materialien
• (3) Das zu erzeugende Substrat hat eine erdige Konsistenz. Dadurch kommt es zu einer Minimierung der Sickerwasserfrachten sowohl bei der Deponierung als auch bei der Wiederverwertung, beispielsweise im Straßenbau. Nach Beendigung der Standzeit einer Deponie kann das Material den geochemischen Prozessen überlassen werden, ohne daß eine Kontamination der Umwelt zu befürchten ist.
• (4) Der Energieeinsatz des Verfahrens ist minimal und beschränkt sich lediglich auf den Antrieb der Mischvorrichtung, das Verkleinern der Zuschlagstoffe und das Bewegen der zu behandelnden Massen. Es werden nur geringe bauliche und apparative Aufwendungen benötigt. Infolgedessen wird eine Ökobilanzierung des Verfahrens sehr positive Ergebnisse liefern. Dies ist besonders relevant bezüglich der Akzeptanz der jeweiligen Müllkonzepte in der Bevölkerung und der Durchsetzung von Planungszeiträumen.

Claims (1)

1. Immobilisierung von anorganischen Bestandteilen, verbunden mit einer Absenkung der Eluat-Werte bezüglich Metallionen und anderen Stoffen, wobei die Immobilisierung auf die Bildung von Ton-Reststoffbindungen zurückzuführen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Immobilisierung von Metallionen und anderer Stoffe, dem Verbrennungsrückstandsmaterial vor der Deponierung und/oder Wiederverwertung Ton oder tonhaltiges Material zugegeben wird.