DE19915134A1 - Verfahren zur Herstellung eines Deponiekörpers zur Ablagerung von mechanisch oder mechanisch-biologisch aufbereitetem Abfall - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines Deponiekörpers zur Ablagerung von mechanisch oder mechanisch-biologisch aufbereitetem AbfallInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Deponiekörpers zur Ablagerung von mechanisch oder mechanisch-biologisch aufbereitetem Abfall, Schlämmen aus kommunaler oder industrieller Abwasserreinigung oder mineralischen Reststoffen mit schädlichen oder organischen Verunreinigungen. DOLLAR A Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, daß während und nach dem Betrieb der Deponie DOLLAR A È kein Sickerwasser gebildet wird, DOLLAR A È somit eine aufwendige Sickerwasserfassung und -reinigung überflüssig wird, DOLLAR A È der Schadstoffpfad Wasser dauerhaft unterbrochen ist, DOLLAR A È somit keine biologischen Umsetzungsprozesse mehr stattfinden, DOLLAR A È keine abbaubedingten Setzungserscheinungen mehr auftreten. DOLLAR A Die vorliegende Erfindung schafft diesem Problem Abhilfe, indem der Restststoff (z. B. heizwertarme Fraktion aus der mechanischen bzw. mechanisch-biologischen Müllaufbereitung, Schlämme aus kommunaler oder industrieller Abwasserreinigung, mineralische Abfälle mit organischen Beimengungen) mit einer hydraulisch reagierenden Braunkohlenfilterasche aus einem Kraftwerk so vermischt wird, daß nach der chemischen Reaktion im Gemisch ein Überschuß an hydraulischem Anreger und umsetzbarer Mineralphase der Aschen besteht.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Deponiekörpers zur
Ablagerung von mechanisch oder mechanisch-biologisch aufbereitetem Abfall,
Schlämmen aus kommunaler oder industrieller Abwasserreinigung oder minera
lischen Reststoffen mit schädlichen oder organischen Verunreinigungen.
Die grundsätzliche Zielstellung für zukünftige Deponien ist die absolute Nach
sorgefreiheit. Dies bedeutet eine permanente Sicherheit gegen Austritt umwelt
schädlicher Stoffe aus der Deponie. Zwei Schadstoffpfade kommen hauptsäch
lich für einen Austrag in Frage:
- 1. Luftpfad (Gasaustritt)
- 2. Wasserpfad (Austritt gelöster Stoffe mit Niederschlags-, Oberflächen-, Sic ker- oder Grundwasser)
Um die Nachsorgefreiheit zu gewährleisten, müssen beide Pfade faktisch für
immer unterbrochen werden.
Das Modell des Multibarrieresystems verfolgt dieses Ziel, indem mehrere
schwer- oder undurchlässige Barrieren, wie
- - geologische Barriere
- - Basisabdichtung
- - Oberflächenabdichtung und
- - der Müllkörper
selbst die Schadstoffe abschirmen.
Jedoch existierte bisher für die Barriere Müllkörper ein nur unzureichendes
Konzept, welches nur den Gehalt an mobilen und potentiellen Schadstoffen be
grenzt (Zuordnungswerte nach TA Siedlungsabfall). Hier ist u. a. der Gehalt an
organischer Substanz berücksichtigt, weil man nach dem heutigen Kenntnis
stand davon ausgeht, daß dieser langzeitlich durch aerobe oder anaerobe bio
logische Prozesse abgebaut wird und dabei verschiedene Deponiegase (Treib
hausgabe und Ozonkiller) sowie leichtlösliche organische Stoffe gebildet wer
den.
Bekannt ist ein Verfahren zur Komplexdeponie von Schadstoffen mit wasserlös
lichen Anteilen, wobei die Schadstoffe durch eine Einbindung in mit Wasser
gesättigter Flugasche inertisiert, unter möglicher Zugabe von Zement als alkali
scher Anreger zu Blöcken geformt und in einem Deponieraum unter Aus
schlämmung mit einer eine Textilbewehrung aufweisenden Flugasche- bzw.
Flugasche-Zement-Suspension verfüllt und verschlossen wird (DD 340 553,
EP 0 456 918).
Das beschriebene Verfahren ist technologisch aufwendig und auf den Neuauf
schluß eines Deponieraumes gerichtet.
Aus der Erfindung DE 44 17 012 C2 ist bekannt, daß Schlämme mit Gehalten
an organischer Substanz mit hydraulisch aktiver Braunkohlenfilterasche aus
Kraftwerken, die mit mitteldeutscher Braunkohle beschickt werden, vermischt
werden und auf dieser Weise ein inertes, krümeliges und verdichtbares Sub
strat entsteht, welches für Abdichtungszwecke auf Deponien verwendet werden
kann. Nachteilig an diesem Verfahren ist die Restversickerung des Nieder
schlages von immerhin noch < 8%, was bei Starkniederschlägen zu einer Sic
kerwasserbildung führen kann.
Die DE 198 27 540.4 beschreibt ein Verfahren, in dem mechanisch aufbereite
ter Haus- oder Gewerbeabfall mit hydraulisch aktiver Braunkohlenfilterasche
vermischt wird, um einen monolithischen Deponiekörper zu erzeugen und die
Abfallpartikel fest einzubinden. Auch hier ist das Problem Restversickerung und
Sickerwasserbildung nicht ausreichend geklärt.
Darüber hinaus ist ein Verfahren zum nachträglichen Sanieren von Altdeponien
bekannt, bei dem eine Suspension aus Flugasche und Zement auf die Deponie
aufgebracht wird, die durch eine netzartige Bewehrung zur Verbesserung der
Biegezug- und Scherfestigkeit ergänzt wird (DE 41 06 052).
Das Verfahren hat den entscheidenden Nachteil, daß ebenfalls kein ausrei
chender Schutz gegen das Austreten von Sickerwasser aus der Altdeponie exi
stiert, das einerseits aus in der Deponie bereits enthaltenem und kontaminier
tem Wasser/Flüssigstoff und andererseits aus eindringendem Regenwasser
besteht, welches die Deponie durchläuft, da kein dichter Schutz durch das auf
gebrachte Gemisch erreicht wird.
Die vorliegende Erfindung wendet sich dem Schwachpunkt Deponiekörper zu,
der vor allem während der Einbauphase der Deponie eine nur unzureichende
Barriere darstellt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, daß während und nach dem Betrieb
der Deponie
- - kein Sickerwasser gebildet wird,
- - somit eine aufwendige Sickerwasserfassung und -reinigung überflüssig wird,
- - der Schadstoffpfad Wasser dauerhaft unterbrochen ist,
- - somit keine biologischen Umsetzungsprozesse mehr stattfinden,
- - keine Deponieabgasbildung mehr stattfindet und
- - keine abbaubedingten Setzungserscheinungen mehr auftreten.
Die vorliegende Erfindung schafft diesem Problem Abhilfe, indem der Reststoff
(z. B. heizwertarme Fraktion aus der mechanischen bzw. mechanisch
biologischen Müllaufbereitung, Schlämme aus kommunaler oder industrieller
Abwasserreinigung, mineralische Abfälle mit organischen Beimengungen) mit
einer hydraulisch reagierenden Braunkohlenfilterasche aus einem Kraftwerk so
vermischt wird, daß nach der chemischen Reaktion im Gemisch ein Überschuß
an hydraulischem Anreger und umsetzbarer Mineralphase der Aschen besteht.
Dieses Gemisch wird auf der Deponie in Einbaulagen von 30 bis 50 cm unter
Verdichtung eingebaut, und zwar so, daß jährlich eine Einbauscheibe von
1,5-3 m mit einem Durchlässigkeitsbeiwert von kf < 10-8 entsteht oder eine
Restversickerungsrate des Niederschlagwassers von maximal 8% erreicht
wird. Die Oberfläche einer jeden Einbauscheibe weist ein Gefälle von < 5%
und < 10% auf und wird durch eine Glattwalze so geglättet, daß der Großteil
des Niederschlagswassers oberflächlich abfließt.
Nach einer Serie von aufwendigen Versuchen wurde überraschenderweise ge
funden, daß das nach diesen technologischen Schritten in den Deponiekörper
eintretende Wasser von der großen Oberfläche der Asche- und Reststoffteil
chen absorbiert und adsorbiert wird und sich mit dem Überschuß an aktiven
Bestandteilen der Braunkohlenfilterasche zu einem neuen Mineral (Ettringit)
umsetzt.
Auf diese Weise wird der Porenraum nochmals verkleinert und das gesamte
Wasser in das Ettringit-Kristall
(Ca6Al2[(OH)4SO4]3 × 24 H2O)
als Kristallwasser eingebaut.
Im weiteren Verlauf wird diese Einbauscheibe von einer neuen gleicher Art in
nerhalb von 5 bis 20 Monaten überdeckt. Der gesamte Müllkörper wird nach
Beendigung der Einbauphase mit einer dem Stand der Technik entsprechenden
Oberflächenabdichtung abgedichtet und gegen Niederschlags- und Oberflä
chenwasser abgeschirmt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher er
läutert.
Mittels Siebung und anschließender Zerkleinerung auf eine Korngröße < 40 mm
vorbehandelter Hausmüll wird in einem Zwangsmischer mit hydraulisch aktiver
Braunkohlenfilterasche des mitteldeutschen Reviers und Wasser in einem Ver
hältnis von 1 t Hausmüllfraktion zu 0,5 t Filterasche zu 0,2 t Wasser intensiv
vermischt. Das so entstandene krümelige und verdichtbare Gemisch wird auf
einer Haus- und Gewerbeabfalldeponie in Lagen von ca. 0,4 m unter Verdich
tung und mit einem Gefälle von ca. 5% mit einer Walze eingebaut. Im Laufe
eines Jahres entsteht so eine Einbauscheibe von etwa 2,4 m. Nach Erreichen
dieser Höhe wird die Oberfläche der Einbauscheibe mit einer Glattwalze ge
glättet, damit das Niederschlagswasser ungehindert oberflächlich abfließen
kann. Das Material einer solchen Einbauscheibe hat einen Durchlässigkeitsbei
wert von kf < 10-8, so daß bei einem Jahresniederschlag von 550 l/m2 eine ma
ximale Restversickerung von 44 l/m2 auftreten kann. Das versickerte Wasser
wird durch eine große adsorptive Oberfläche im Gemisch, verursacht durch
sehr kleine Partikel der Asche und des Restabfalls, festgehalten und verdunstet
teilweise. Nicht verdunstetes Wasser wird von der aktiven Phase der noch ent
haltenen Braunkohlenfilterasche durch eine hydraulische Reaktion
[CaO + H2O ⇒ Ca(OH)2]
und eine puzzolanische Reaktion
[6 Ca+ + 3 SO4 2- + Al2O3 + 36 H2O ⇒ Ca6Al2[(OH)4SO4]3 × 24 H2O]
umgesetzt und größtenteils als Kristallwasser eingebaut. Im Verlauf eines Jah
res reagiert auf diese Weise der Überschuß an Braunkohlenfilterasche zu
Ettringit, wodurch eine nochmals höhere Dichtigkeit durch zuwachsenden Po
renraum erreicht wird. Nach einem Jahr wird die Einbauscheibe durch eine
neue der gleichen Art überdeckt.
Claims (5)
1. Verfahren zur Herstellung eines Deponiekörpers zur Ablagerung von mecha
nisch oder mechanisch-biologisch aufbereitetem Abfall, Schlämmen aus kom
munaler oder industrieller Abwasserreinigung oder mineralischen Reststoffen
mit schädlichen oder organischen Verunreinigungen,
gekennzeichnet dadurch,
daß Abfallstoffe mit einer hydraulisch aktiven Braunkohlenfilterasche und einer
Flüssigkeit so vermischt werden, daß nach Abklingen der chemischen Abbinde
reaktion ein Überschuß an hydraulisch aktiver Asche im Gemisch verbleibt,
welcher sich im Verlauf von 5 bis 10 Monaten mit versickertem Niederschlag
wasser zu einem neuen Mineral umsetzt und das gesamte versickerte Wasser
dadurch dauerhaft eingebunden wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Gemisch als
eine Einbauscheibe des zukünftigen Deponiekörpers so eingebaut wird, daß
durch Verdichtung des Gemisches und Oberflächengestaltung mit einem Ge
fälle von ≧ 5% und ≦ 10% sowie Glättung durch eine Walze eine maximale
Restversickerungsrate von 8% des Jahresniederschlages entsteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß eine Ein
bauscheibe in einer Mächtigkeit zwischen 1,5 m und 3 m eingebaut wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Einbau
scheibe innerhalb von 5 bis 20 Monaten von einer neuen Einbauscheibe glei
cher Art überdeckt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Flüssigkeit
Wasser und/oder Abwasser und/oder Deponiesickerwasser und/oder Flüssig
schadstoffe verwendet werden.
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- 1999-03-26 DE DE1999115134 patent/DE19915134C2/de not_active Expired - Fee Related
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