DE19915134C2

DE19915134C2 - Verfahren zur Herstellung eines Deponiekörpers zur Ablagerung von mechanisch oder mechanisch-biologisch aufbereitetem Abfall

Info

Publication number: DE19915134C2
Application number: DE1999115134
Authority: DE
Inventors: Guenter Lorenz; Karl-Heinz Eife; Frank Dietrich; Heinz Keller
Original assignee: SUC SAECHSISCHE UMWELTSCHUTZ C
Current assignee: SUC SAECHSISCHE UMWELTSCHUTZ CONSULTING GMBH, 0130
Priority date: 1999-03-26
Filing date: 1999-03-26
Publication date: 2003-08-28
Anticipated expiration: 2019-03-27
Also published as: DE19915134A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Deponiekörpers zur Ablagerung von mechanisch oder me chanisch-biologisch aufbereitetem Abfall, Schlämmen aus kommunaler oder industrieller Abwasserreinigung oder mi neralischen Reststoffen mit schädlichen oder organischen Verunreinigungen.

Die grundsätzliche Zielstellung für zukünftige Deponien ist die absolute Nachsorgefreiheit. Dies bedeutet eine per manente Sicherheit gegen Austritt umweltschädlicher Stoffe aus der Deponie. Zwei Schadstoffpfade kommen hauptsäch lich für einen Austrag in Frage:

1. Luftpfad (Gasaustritt)
2. Wasserpfad (Austritt gelöster Stoffe mit Nieder schlags-, Oberflächen-, Sicker- 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 begrenzt (Zuord nungswerte nach TA Siedlungsabfall). Hier ist u. a. der Ge halt an organischer Substanz berücksichtigt, weil man nach dem heutigen Kenntnisstand davon ausgeht, daß dieser langzeitlich durch aerobe oder anaerobe biologische Pro zesse abgebaut wird und dabei verschiedene Deponiegase (Treibhausgabe und Ozonkiller) sowie leichtlösliche organi sche Stoffe gebildet werden.

Bekannt ist ein Verfahren zur Komplexdeponie von Schadstoffen mit wasserlöslichen Anteilen, wobei die Schadstoffe durch eine Einbindung in mit Wasser gesättigter Flugasche inertisiert, unter möglicher Zugabe von Zement als alkalischer Anreger zu Blöcken geformt und in einem Deponieraum unter Ausschlämmung mit einer eine Textil bewehrung aufweisenden Flugasche- bzw. Flugasche-Ze ment-Suspension verfüllt und verschlossen wird (DD 340 553, EP 0 456 918).

Das beschriebene Verfahren ist technologisch aufwendig und auf den Neuaufschluß eines Deponieraumes gerichtet.

Aus der Erfindung DE 44 17 012 C2 ist bekannt, daß Schlämme mit Gehalten an organischer Substanz mit hy draulisch aktiver Braunkohlenfilterasche aus Kraftwerken, die mit mitteldeutscher Braunkohle beschickt werden, ver mischt werden und auf dieser Weise ein inertes, krümeliges und verdichtbares Substrat entsteht, welches für Abdich tungszwecke auf Deponien verwendet werden kann. Nach teilig an diesem Verfahren ist die Restversickerung des Nie derschlages von immerhin noch < 8%, was bei Starknieder schlägen zu einer Sickerwasserbildung führen kann.

Die DE 198 27 540.4 beschreibt ein Verfahren, in dem mechanisch aufbereiteter Haus- oder Gewerbeabfall mit hy draulisch aktiver Braunkohlenfilterasche vermischt wird, um einen monolithischen Deponiekörper zu erzeugen und die Abfallpartikel fest einzubinden. Auch hier ist das Pro blem Restversickerung und Sickerwasserbildung nicht aus reichend geklärt.

Darüber hinaus ist ein Verfahren zum nachträglichen Sa nieren 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 ausreichender Schutz gegen das Austreten von Sickerwasser aus der Altdeponie existiert, das einerseits aus in der Deponie bereits enthaltenem und kontaminiertem Wasser/Flüssigstoff und andererseits aus eindringendem Re genwasser besteht, welches die Deponie durchläuft, da kein dichter Schutz durch das aufgebrachte Gemisch erreicht wird.

Die vorliegende Erfindung wendet sich dem Schwach punkt Deponiekörper zu, der vor allem während der Einbau phase 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 Ab hilfe, indem der Reststoff (z. B. heizwertarme Fraktion aus der mechanischen bzw. mechanischbiologischen Müllauf bereitung, Schlämme aus kommunaler oder industrieller Abwasserreinigung, mineralische Abfälle mit organischen Beimengungen) mit einer hydraulisch reagierenden Braun kohlenfilterasche aus einem Kraftwerk so vermischt wird, daß nach der chemischen Reaktion im Gemisch ein Über schuß an hydraulischem Anreger und umsetzbarer Mineral phase 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 Durch lässigkeitsbeiwert von k_f < 10^-8 entsteht oder eine Restver sickerungsrate 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 Nieder schlagswassers oberflächlich abfließt.

Nach einer Serie von aufwendigen Versuchen wurde überraschenderweise gefunden, daß das nach diesen techno logischen Schritten in den Deponiekörper eintretende Was ser von der großen Oberfläche der Asche- und Reststoffteil chen absorbiert und adsorbiert wird und sich mit dem Über schuß an aktiven Bestandteilen der Braunkohlenfilterasche zu einem neuen Mineral (Ettringit) umsetzt.

Auf diese Weise wird der Porenraum nochmals verklei nert und das gesamte Wasser in das Ettringit-Kristall

(Ca₆Al₂[(OH)₄SO₄]₃ × 24H₂O)

als Kristallwasser eingebaut.

Im weiteren Verlauf wird diese Einbauscheibe von einer neuen gleicher Art innerhalb von 5 bis 20 Monaten über deckt. Der gesamte Müllkörper wird nach Beendigung der Einbauphase mit einer dem Stand der Technik entsprechen den Oberflächenabdichtung abgedichtet und gegen Niederschlags- und Oberflächenwasser abgeschirmt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausfüh rungsbeispieles näher erläutert.

Mittels Siebung und anschließender Zerkleinerung auf eine Korngröße < 40 mm vorbehandelter Hausmüll wird in einem Zwangsmischer mit hydraulisch aktiver Braunkoh lenfilterasche des mitteldeutschen Reviers und Wasser in ei nem Verhältnis von 1 t Hausmüllfraktion zu 0,5 t Filterasche zu 0,2 t Wasser intensiv vermischt. Das so entstandene krü melige und verdichtbare Gemisch wird auf einer Haus- und Gewerbeabfalldeponie in Lagen von ca. 0,4 m unter Ver dichtung und mit einem Gefälle von ca. 5% mit einer Walze eingebaut. Im Laufe eines Jahres entsteht so eine Einbau scheibe von etwa 2,4 m. Nach Erreichen dieser Höhe wird die Oberfläche der Einbauscheibe mit einer Glattwalze ge glättet, damit das Niederschlagswasser ungehindert ober flächlich abfließen kann. Das Material einer solchen Einbau scheibe hat einen Durchlässigkeitsbeiwert von k_f < 10^-8, so daß bei einem Jahresniederschlag von 550 l/m² eine maxi male Restversickerung von 44 l/m² auftreten kann. Das ver sickerte Wasser wird durch eine große adsorptive Oberflä che im Gemisch, verursacht durch sehr kleine Partikel der Asche und des Restabfalls, festgehalten und verdunstet teil weise. Nicht verdunstetes Wasser wird von der aktiven Phase der noch enthaltenen Braunkohlenfilterasche durch eine hydraulische Reaktion

[CaO + H₂O ⇒ Ca(OH)₂]

und eine puzzolanische Reaktion

[6Ca⁺ + 3SO₄ ^2- + Al₂O₃ + 36H₂O ⇒ Ca₆Al₂[(OH)₄SO₄]₃ × 24H₂O]

umgesetzt und größtenteils als Kristallwasser eingebaut. Im Verlauf eines Jahres reagiert auf diese Weise der Überschuß an Braunkohlenfilterasche zu Ettringit, wodurch eine noch mals höhere Dichtigkeit durch zuwachsenden Porenraum er reicht wird. Nach einem Jahr wird die Einbauscheibe durch eine neue der gleichen Art überdeckt.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Deponiekörpers zur Ablagerung von mechanisch oder mechanisch-biolo gisch aufbereitetem Abfall, Schlämmen aus kommuna ler oder industrieller Abwasserreinigung oder minerali schen Reststoffen mit schädlichen oder organischen Verunreinigungen, gekennzeichnet dadurch, daß Ab fallstoffe mit einer hydraulisch aktiven Braunkohlenfil terasche und einer Flüssigkeit so vermischt werden, daß nach Abklingen der chemischen Abbindereaktion ein Überschuß an hydraulisch aktiver Asche im Ge misch verbleibt, welcher sich im Verlauf von 5 bis 10 Monaten mit versickertem Niederschlagwasser zu ei nem neuen Mineral umsetzt und das gesamte versic kerte Wasser dadurch dauerhaft eingebunden wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet da durch, daß das Gemisch als eine Einbauscheibe des zu künftigen Deponiekörpers so eingebaut wird, daß durch Verdichtung des Gemisches und Oberflächenge staltung mit einem Gefälle von ≧ 5% und ≦ 10% so wie Glättung durch eine Walze eine maximale Restver sickerungsrate von 8% des Jahresniederschlages ent steht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß eine Einbauscheibe in einer Mächtigkeit zwischen 1,5 m und 3 m eingebaut wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Einbauscheibe innerhalb von 5 bis 20 Monaten von einer neuen Einbauscheibe gleicher Art überdeckt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet da durch, daß als Flüssigkeit Wasser und/oder Abwasser und/oder Deponiesickerwasser und/oder Flüssigschad stoffe verwendet werden.