DE19648368A1 - Verfahren zur Verminderung der Abgasung von Mülldeponien - Google Patents
Verfahren zur Verminderung der Abgasung von MülldeponienInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verminderung der
Abgasung von Mülldeponien.
Es ist bekannt, daß Müll in Mülldeponien über einen längeren
Zeitraum Gase entwickelt, die einerseits brennbar und
explosiv sind und andererseits als toxisch angesehen werden
müssen. Hierdurch entsteht eine nicht unerhebliche Umwelt
belastung. Es ist weiterhin bekannt, daß derartige Deponien
über längere Zeiträume hin dazu neigen, weiter zu verdichten
und dabei abzusinken, so daß derartige Flächen über längere
Zeit nicht belastbar, nutzbar und deshalb nicht bebaubar
sind.
In der DE 39 00 328 C1 sowie in der DE 39 40 396 C2 werden
Verfahren vorgestellt, die der Verminderung der Abgasung von
Mülldeponien dienen.
In beiden Fällen wird ein dünnflüssiger Brei in den Müll
injiziert. Nach der DE 39 00 328 C1 enthält dieser Brei
Rückstände aus Sprühabsorptionsanlagen, wobei der Binde
mittelanteil in jedem Fall über 60 Gew.-% der Gesamtmischung
beträgt.
Der Brei nach der DE 39 40 396 C2 enthält ebenfalls
zumindest 60 Gew.-% einer silikatischen, latent-
hydraulischen Komponente und enthält darüber einen
alkalischen und/oder erdalkalischen Anreger sowie Calcium
sulfit und/oder Calciumsulfat sowie Füllstoffe.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein weiteres Ver
fahren zur Verminderung der Abgasung von Mülldeponien zur
Verfügung zu stellen, wobei gleichzeitig auch eine
Verringerung des Stoffaustrages und eine Verfestigung des
Deponiegutes nach Abbinden des Breis gewünscht wird, um
dieses möglichst rasch wieder belastbar und nutzbar zu
machen, beispielsweise um anschließend Bauwerke darauf zu
errichten.
Gerade in Hinblick auf die letztgenannte Teilaufgabe wäre zu
erwarten gewesen, daß die Verfestigung des Deponiegutes vor
allem durch eine Erhöhung des Bindemittelanteils der Brei
mischung erreicht werden kann. In umfangreichen Versuchen
konnte jedoch festgestellt werden, daß das gewünschte Ziel
durch eine genau gegenteilige Maßnahme erreicht wird,
nämlich durch eine Herabsetzung der zumindest latent-hydrau
lischen Bindemittelanteile der Mischung, wenn dazu bestimmte
Bindemittel und abgestimmte Füllstoffe in ausgewählter Korn
fraktion verwendet werden.
Danach betrifft die Erfindung in ihrer allgemeinsten Aus
führungsform ein Verfahren zur Verminderung der Abgasung von
Mülldeponien unter gleichzeitiger Verfestigung des Deponie
gutes durch Injizieren eines dünnflüssigen, bindemittel
haltigen Breis in das Deponiegut, wobei der Brei, neben
Wasser, folgende Zusammensetzung aufweist:
- - 5 bis 50 Gew.-% mindestens eines zumindest latent hydraulischen Bindemittels oder Bindemittel-Gemisches aus der Gruppe:
- - Aschen aus kalorischen Kraftwerken
- - gemahlene Schlacken
- - Trass
- - Diatomeenerde
- - Wirbelschichtaschen
- - Rückstände aus der Klärschlammverbrennung
- - Müllverbrennungsaschen
- - Abfälle aus Rauchgasentschwefelungsanlagen
in Kombination mit einem, die hydraulische Abbindung nach Wasserzugabe auslösenden alkalischen und/oder erdalkalischen Anreger, sowie - - 50 bis 95 Gew.-% mindestens eines feinteiligen Füllstoffes mit einer Korngröße kleiner 500 µm aus der Gruppe:
- - Quarzsand
- - Baureststoffe
- - Gesteinsmehle
- - Waschrückstände von Gesteins- und Mineralaufbereitungs verfahren
- - Tone und Tonminerale.
Die vorstehend beschriebene Mischung weist gegenüber den
Systemen nach dem Stand der Technik den Vorteil auf, daß der
Bindemittelanteil deutlich reduziert ist. Dies ist deshalb
von Vorteil, weil die im Stand der Technik genannten sili
katischen, latent-hydraulischen Komponenten beziehungsweise
trockenen Rückstände von Sprühabsorptionsanlagen nicht immer
in ausreichender Menge zur Verfügung stehen.
Ein weiterer Vorteil der im Rahmen des erfindungsgemäßen
Verfahrens eingesetzten Mischung besteht darin, daß sowohl
die latent-hydraulische Komponente als auch die Füllstoffe
überwiegend aus Recyclingmaterialien bestehen, die
allenfalls für den erfindungsgemäßen Einsatzzweck auf
bereitet werden müssen. Dies gilt beispielsweise für die als
Füllstoffe vorgeschlagenen Baureststoffe, die üblicherweise
in erheblich größerer Kornfraktion (als Stückgut) anfallen
und im Rahmen des vorgenannten Verfahrens auf eine Korngröße
kleiner 500 µm zerkleinert (gebrochen) werden. Daraus resul
tiert der weitere Vorteil, daß der für die Injektion des
Breis notwendige Injektagedruck gegenüber bekannten Ver
fahren verringert werden kann auf etwa 5 bis 100 bar, was
auch Kostenvorteile hat.
Zu den Aschen aus kalorischen Kraftwerken gehören beispiels
weise: Aschen aus der Steinkohleverbrennung, Braunkohlever
brennung sowie TAV-Aschen (CaO-reiche Aschen).
Die gemahlenen Schlacken umfassen vor allem gemahlene Hoch
ofenschlacke (sogenannten Hüttensand) sowie Schlacken aus
Müllverbrennungsanlagen.
Wirbelschichtaschen sind Aschen, die aus Wirbelschichtöfen
stammen. Sie können beispielsweise die ebenfalls genannten
Müllverbrennungsaschen umfassen.
Als latent-hydraulische Komponente können weiters Rückstände
aus der Klärschlammverbrennung wie anorganische silikatische
Reststoffe eingesetzt werden.
Schließlich liegt es im Rahmen des beschriebenen Verfahrens,
Abfälle aus Rauchgasentschwefelungsanlagen einzusetzen,
wobei es sich um Produkte auf Calciumsulfatbasis (vor
allem um Produkte aus Rauchgasentschwefelungsverfahren)
handelt, die gegebenenfalls durch (bekannte) chemische
Verfahren in ihrer Wasserlöslichkeit verringert sind.
Beispielhaft gehören hierzu: anfallendes Calciumsulfat,
anfallende Calciumsulfat-, -sulfitgemische, alpha
Halbhydrat, beta Halbhydrat, Anhydrit. Diese Stoffe können
die latent-hydraulische Komponente bis 40 Gew.-% ersetzen.
Der die hydraulische Abbindung nach Wasserzugabe auslösende
alkalische und/oder erdalkalische Anreger umfaßt unter
anderem Calciumhydroxid, Magnesiumhydroxid sowie Zement,
insbesondere sulfatbeständigen Zement.
Der Anreger-Anteil liegt nach einer Ausführungsform bei 2
bis 25 Gew.-%, bezogen auf die hydratationsfähigen Fest
stoffe der Mischung.
Die genannten Füllstoffe mit einer Korngröße < 500 µm,
vorzugsweise < 250 µm, umfassen sowohl natürliche Rohstoffe
wie auch entsprechende Recyclingmaterialien. Sie werden -
wie die genannten Baureststoffe - zu denen beispielsweise
Abbruchmaterialien zählen - bei Bedarf auf die gewünschte
Korngröße aufbereitet.
Kornfraktionen von 40 bis 150 µm beziehungsweise 20 bis 100
µm für die Füllstoffe haben sich als günstig herausgestellt.
Bei Deponiegut mit lockerer Struktur (große Hohlräume)
können Füllstoffanteile bis 50 Gew.-% durch gröbere
Fraktionen (bis 4 mm) ersetzt werden.
Der Begriff "dünnflüssiger Brei" ist dahingehend zu
verstehen, daß die Konsistenz des Breis eine Injizierung,
zum Beispiel über Lanzen, in das Deponiegut ermöglicht. Ein
Maß hierfür ist das Ausbreitmaß des Breis analog DIN 1045,
welches mindestens 60 cm betragen sollte.
Bei Bedarf kann ein Teil des Anmachwassers durch ein ver
flüssigendes Zusatzmittel ersetzt werden, wobei die Zusatz
mittelmenge auf maximal 3 Gew.-%, bezogen auf die hydrata
tionsfähigen Feststoffe der Mischung, beschränkt wird. Zu
diesen Verflüssigern zählen beispielsweise Melaminharze oder
Lignosulfonate.
Auch Dichtungsmittel, wie sie in der Betontechnologie
bekannt sind, können in gleichen Mengenanteilen wie die
Verflüssiger alternativ oder kumulativ eingesetzt werden.
Als Anmachwasser können Leitungswasser oder Wässer aus
Teichen ebenso eingesetzt werden wie schadstoffhaltige
Wässer, beispielsweise industrielle Prozeßwässer und selbst
Klärschlämme.
In einem Vorversuch wurden 70 Gew.-% feinteilige Rückstände
einer Kiesaufbereitung mit einer Teilchengröße < 500 µm
(davon mehr als die Hälfte in der Kornfraktion 40 bis 100
µm) mit 30 Gew.-% einer Flugasche gemischt, die selbst 12
Gew.-% Calciumhydroxid enthielt. Außerdem wurden der
Mischung 1.5 Gew.-% (bezogen auf den Flugascheanteil) eines
Melaminharzes beigegeben. Alle drei Komponenten wurden
anschließend in einem Zwangsmischer mit Turbowirbler ange
rührt. Das Ausbreitmaß nach DIN 1045 betrug 65 cm.
Der so gebildete dünnflüssige Brei wurde mit Lanzen, die in
das Deponiegut eingerammt wurden, über seitliche Löcher, am
freien Ende der Lanzen, in in das Deponiegut injiziert.
Nach 4 Wochen war der Brei soweit abgebunden, daß die
Druckfestigkeit des Deponiegutes mit ca. 4 N/mm2 bestimmt
werden konnte.
Durchlässigkeitsmessungen in der Deponie in Form eines
Großlysimeterversuches ergaben eine Steigerung des vor der
Injizierung gemessenen kf-Wertes von 10-2 m/s auf 10-8 m/s
und teilweise bis auf 10-10 m/s.
Es wurden keine Bodensetzungen und Bodenverformungen des
Deponiegutes festgestellt. Ebenfalls konnte meßtechnisch
bestätigt werden, daß keine Gase aus dem Deponiegut mehr
entwichen.
Das Deponiegut steht seitdem zur weiteren Nutzung,
insbesondere Bebauung, zur Verfügung.
Claims (9)
1. Verfahren zur Verminderung der Abgasung von Mülldeponien
unter gleichzeitiger Verfestigung des Deponiegutes durch
Injizieren eines dünnflüssigen, bindemittelhaltigen Breis
in das Deponiegut, wobei der Brei, neben Wasser, folgende
Zusammensetzung aufweist:
- a) 5 bis 50 Gew.-% mindestens eines zumindest latent
hydraulischen Bindemittels oder Bindemittel-Gemisches
aus der Gruppe:
- - Aschen aus kalorischen Kraftwerken
- - gemahlene Schlacken
- - Trass
- - Diatomeenerde
- - Wirbelschichtaschen
- - Rückstände aus der Klärschlammverbrennung
- - Müllverbrennungsaschen
- - Abfälle aus Rauchgasentschwefelungsanlagen
in Kombination mit einem, die hydraulische Abbindung nach Wasserzugabe auslösenden alkalischen und/oder erdalkalischen Anreger, sowie - - 50 bis 95 Gew.-% mindestens eines feinteiligen Füllstoffes mit einer Korngröße kleiner 500 µm aus der Gruppe:
- - Quarzsand
- - Baureststoffe
- - Gesteinsmehle
- - Waschrückstände von Gesteins- und Mineralaufbereitungs verfahren
- - Tone und Tonminerale.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem als gemahlene
Schlacken Hochofenschlacken oder Schlacken aus Müllver
brennungsanlagen eingesetzt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der alkalische
und/oder erdalkalische Anreger mindestens einen der
folgenden Stoffe umfaßt: Calciumoxid, Calciumhydroxid,
Magnesiumoxid, Magnesiumhydroxid, Zement, insbesondere
sulfatbeständigen Zement, oder diese Stoffe enthaltende
Abfallstoffe.
4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der alkalische
und/oder erdalkalische Anreger in einer Menge von 2 bis
25 Gew.-%, bezogen auf die hydratationsfähigen Fest
stoffe, eingesetzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die feinteiligen
Füllstoffe in einer Kornfraktion 40 bis 150 µm einge
setzt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die feinteiligen
Füllstoffe in einer Kornfraktion 20 bis 100 µm einge
setzt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Brei mindestens
einen der folgenden Zusatzstoffe in einer Menge bis 3
Gew.-%, bezogen auf die hydratationsfähigen Feststoffe,
enthält: Verflüssiger, Dichtungsmittel.
8. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der dünnflüssige Brei
in die Hohlräume des Deponiegutes über Lanzen einge
bracht wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem nach Injizierung des
dünnflüssigen Breis in das Deponiegut abschließend eine
Abdeckschicht aus demselben Material auf das Deponiegut
aufgebracht wird.
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