DE19617989A1 - Verfahren zum Deponieren von insbesondere schwermetallhaltigen Schüttstoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zum Deponieren von insbe­ sondere schwermetallhaltigen Schüttstoffen.

Das umweltfreundliche Deponieren von insbesondere schwermetallhaltigen Schüttgütern, die früher häufig unkontrolliert und ohne Beachtung der er­ forderlichen Vorsorgemaßnahmen für das Grundwasser abgelagert wurden, gewinnt zunehmend an Bedeutung, und zwar sowohl für neu entstehendes Schüttgut als auch für die Sanierung bestehender, umweltgefährdender Ablagerungen.

Wie in SRU (Der Rat der Sachverständigen für Umweltfragen), Sondergut­ achten "Altlasten", Metztler-Pörschel, Stuttgart 1990, beschrieben wird, waren herkömmliche Deponiekonzeptionen so ausgerichtet, daß eine das oberirdische Ablagern ermöglichende Festigkeit und eine schnellstmögliche Bebaubarkeit erreicht werden sollten. Dabei wurde die Bedeutung der Im­ mobilisierung von Schadstoffen zuwenig beachtet.

Wie beispielsweise in den Mitteilungen des Institutes für Grundbau und Bodenmechanik der TU Braunschweig, Heft 31, Braunschweig 1990 beschrie­ ben wird, sind bei der Konditionierung bzw. Immobilisierung insbesondere unter Langzeitaspekten die Verminderung der Eluierbarkeit bzw. der Lös­ lichkeit von Schadstoffen, die Verminderung der spezifischen Oberfläche und die Staubbildung, der Reduzierung der Wasserdurchlässigkeit, der Verbesserung der Druckfestigkeit und der Überführung von fließfähigen Stoffen in den festen Aggregatzustand.

Nach dem derzeitigen Stand der Technik sind im wesentlichen folgende Behandlungstechniken bekannt:

Verfestigung mit Zement, Verfestigung mit Kalk oder Puzollanen, Einbet­ tung in Thermoplaste wie Bitumen, Paraffin, Polyethylen, Verfestigung mit organischen Polymeren, Einkapselung durch Inertmaterial, Herstellung ze­ mentartiger Produkte ohne Zugabe weiterer Additive und Glasbildung durch Silikate.

Eine besondere Bedeutung bei der Verfestigung von Abfällen auf Deponien kommt der Wahl der Konditionierungsmittel zu. Die Reaktionen, die das Abbinden oder Festhalten der Kontaminationen herbeiführen, sind von der Zusammensetzung des Systems Bindemittel-Schadstoff abhängig. Dementspre­ chend sind die immobilisierenden Bindungskräfte ganz unterschiedlich und sogar innerhalb eines Stoffsystems stark schwankend. Daraus folgt auch, daß der Immobilisierungeffekt - allerdings in unterschiedlichem Ausmaß - prinzipiell reversibel ist.

Das am häufigsten technisch verwendete Konditionierungs- bzw. Immobi­ lisierungsmittel ist Kalk. Sein Einsatz wird in der Literatur vor allem im Hinblick auf die angestrebte Langzeitwirkung sehr kritisch eingeschätzt (vgl. beispielsweise Bahadir, "Modellmäßige Untersuchungen zur Fixierung bzw. Mobilisierung von Schadstoffen bei der Verfestigung von Abfällen"). Als wesentliche Nachteile sind vor allem anzuführen, daß hohe pH-Werte (< 10) eine Steigerung der Löslichkeit für bestimmte organische Verbin­ dungen, wie Kepone, bewirkt, die Bestandteil von Pflanzenschutzmitteln sind. Weiterhin kann es zu einer Hydrolyse von Biomassen, wie z. B. Klärschlamm, zu Aminosäuren kommen, was über Komplexbildungsreaktionen zu einer erhöhten Schwermetallmobilität führen kann. Die Umsetzung von Kalk in Wasser ist stark exotherm, wodurch es zu Emissionen leicht­ flüchtiger Bestandteile, wie z. B. von organischen Lösungsmitteln, kommt. Durch die hohe Alkalität wird aus Ammoniumverbindungen Ammoniak frei­ gesetzt. Die angesprochene Wärmeentwicklung aufgrund exothermer Re­ aktionen unterstützt die Verflüchtigung. Die Wasserlöslichkeit bestimmter Schwermetalle, wie z. B. von Blei, nimmt bei hohen pH-Werten aufgrund von deren amphoteren Eigenschaften erheblich zu. Unter Deponiebedingun­ gen ist durch verschiedene Einflüsse (saurer Regen, biologischer Abbau organischer Substanzen unter Säurebildung) mit einer Entkalkung der Ab­ lagerungen zu rechnen.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfah­ ren der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die Nachteile be­ kannter Deponieverfahren vermieden werden, daß insbesondere nicht durch zu hohe pH-Werte bestimmte Schwermetallverbindungen in Lösung gebracht werden und die Freisetzung organischer Schadstoffe vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mit dem zu de­ ponierenden Schüttgut körniges bzw. mehliges basisches magmatisches Ge­ stein deponiert wird. Vorzugsweise werden als derartige basische magma­ tische Gesteine Diabas und Basalt eingesetzt. Alternativ kommen auch noch Diorit, Gabbro, Peridotit und Phonolith in Betracht.

Durch das erfindungsgemäße Vorgehen, beispielsweise durch die Verwen­ dung von Diabasmehl, wird ein in seiner Alkalität hinsichtlich der Schwermetall-Immobilisierung außerordentlich günstiger pH-Wert von 9 erreicht. Diabas-Mehl besitzt im Gegensatz beispielsweise zu Puzzolanen gute hydraulische Eigenschaften, die zu einer Verfestigung und Einbin­ dung von Kontaminationen und Abfallkörper führen, weshalb man Diabas beispielsweise sehr erfolgreich für die Bodenverfestigung eingesetzt hat (vgl. deutsche Patentanmeldung P 44 01 284.5). Diese Wirkung wird durch die Feinkörnigkeit des Materials unterstützt.

Weiterhin besitzt Diabas-Mehl bzw. generell ein Mehl der in Betracht ste­ henden Art eine ausgezeichnete Pufferwirkung, d. h. die oftmals wechseln­ den Deponie-Bedingungen werden durch den Diabas abgefangen. Es treten keine plötzlichen Milieuänderungen ein, die eine erhöhte Schadstofflös­ lichkeit zur Folge haben könnten.

Durch die gegenüber Kalk geringere Alkalität werden unerwünschte Reak­ tionen mit organischen Abfallkomponenten vermieden. Das Einbringen von Diabas bewirkt schließlich eine geringe Wasserdurchlässigkeit und ver­ hindert das Austreten von Schadstoffen.

Zusammenfassend ist damit also festzustellen, daß ein Gesteinsmehl der erfindungsgemaßen Art, wie beispielsweise Diabas-Mehl, zum Einbringen in Deponien im Sinne des bekannten, sogenannten Multibarrierekonzeptes, hervorragend geeignet ist. Durch die komplexe Wirkung von chemischen, physikalischen und mechanischen Immobilisierungseffekten wird ein Aus­ tritt vorhandener Schadstoffe in die Umwelt wesentlich behindert oder im Regelfall sogar verhindert.

Die Einbringung des basischen magmatischen Gesteinmehls kann durch Bei­ mischung zu dem zu deponierenden Schüttgut vorgenommen werden. Alter­ nativ wird das Schüttgut schichtenweise deponiert und dann jeweils eine dünne Schicht von magmatischem Gesteinsmehl aufgebracht.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von drei Ausführungsbeispielen näher erläutert:

1. Galvanisierungsabgänge

Die kontaminierten Rückstände einer Galvanisierungsanlage werden mit Diabasfüller gemischt oder schichtenweise abwechselnd mit einer Dia­ basfüllersickerschicht in die Deponie eingebaut.

Das äußerst giftige umweltfeindliche Chrom (VI)-oxyd wird reduziert. Die Wiederoxydation wird durch den Eisenanteil des Diabas verhindert.

2. Abgänge aus Nichteisenmetallurgie

Die kontaminierten Abgänge der pyro- oder naßmetallurgischen NE-Metall­ erzeugung (Flugstäube, Elektoysenschlämme, für die Bauindustrie unge­ eignete Schlacken, sonstige Rückstände) werden mit Diabasmehl gemischt oder schichtenweise abwechselnd mit einer Diabassickerschicht in die Deponie eingebaut. Die Wasserlösung von z. B. Blei, Cadmium und Arsen wird durch den begrenzten basischen pH-Wert des Diabas verhindert.

3. Deponierung von Eisenhüttenschlacken/-Krätzen

Aus bestimmten Gründen sind nicht alle Schlacken von z. B. Gießereien für einen Absatz im Straßenbau geeignet. Durch das Nichterfüllen von physi­ kalischen Qualitätsanforderungen wie Kornverteilung, Kornform, Schlag­ zähigkeit und dergleichen können diese Schlacken nur deponiert werden. Durch Wettereinwirkung unterliegen diese Schlacken/-Krätzen dem Verfall. Die freiwerdenden Schwermetallverbindungen werden durch Zumischen von Diabasmehl immobilisiert.

Claims (5)

1. Verfahren zum Deponieren von insbesondere schwermetallhaltigen Schüttstoffen, dadurch gekennzeichne, daß mit dem zu deponierenden Schüttgut körniges bzw. mehliges basisches magmatisches Gestein deponiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das basische magmatische Material dem Schüttgut vor dem Deponieren zugemischt und mit diesem zusammen deponiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zu depo­ nierende Schüttgut schichtweise deponiert wird, und daß auf jede depo­ nierte Schicht eine Schicht aus basischem magmatischem Material aufge­ bracht wird.

4. Verwendung von basischem, magmatischem Material als Zwischenschicht bzw. als Zumischmaterial von zu deponierendem, insbesondere schwerme­ tallhaltigem Schüttgut.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das basische magmantische Material Basalt oder Diabas ist.