DE2135679B2 - Verfahren zur Beseitigung und Verwertung von Müll - Google Patents

Description

Die außerordentlich starke Zunahme von Abfällen verschiedenster Art, insbesondere von Haushaltsmüll, stellt die Allgemeinheit vor schwierige und kostspielige Probleme der Abfallbeseitigung. as

Die Beseitigung des gesamten Stadtmülls in Müllverbrennungsanlagen unter Erzeugung von Wärme oder Elektrizität läßt sich nicht überall unter wirtschaftlich annehmbaren Bedingungen durchführen. Bei der Umwandlung der Müllbestandteile natürlicher Herkunft in Kompostdünger für die Landwirtschaft müssen alle nicht verrottbaren Bestandteile aus Kunststoff, Glas, Metall usw. zuvor weitgehend entfernt werden. Die großtechnische Durchführung dieser Kompostierung ist aus Gründen der wirtschaftlichen Rentabilität nicht immer vorteilhaft.

Es wurde auch bereits versucht, Müll als Ausgangsmaterial für Bauhilfsstoffe zu verwenden: Nach der FR-PS 14 13 969 werden cellulosehaltige Abfälle mit einer wäßrigen Lösung eines Gemisches aus SiIicaten und synthetischen Harzen behandelt, getrocknet und zermahlen; das zermahlene Material kann mit Zement, Kalk, Sand oder Kies vermischt zur Herstellung von Mörtel und Betons verwendet werden. Gemäß der FR-PS 15 01 664 werden zerkleinerte Abfälle natürlicher Herkunft mit einer schleifenden Substanz, beispielsweise Schlacke, versetzt, erneut zerkleinert und mit Zement oder einem mineralisierenden Mittel versetzt. Das erhaltene Gemisch dient zur Herstellung von Beton, der als Baustoff verwendet wird.

Diese verschiedenen Verfahren zur Verwertung von Müll als Bauhilfsstoffe haben eine gewisse Bedeutung, setzen jedoch alle eine vorherige Abtrennung aller nicht pflanzlichen Bestandteile voraus, wodurch die Gestehungskosten der erhaltenen Bauhilfsstoffe entsprechend erhöht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unmittelbar unverarbeitete Abfälle der verschiedensten Herkunft ohne Vorsortierung zu einem Block beliebiger kompakter Form zu komprimieren, der gute Starrheit und gute mechanische Eigenschaften besitzt und als Baustoff und/oder Schüttgut in Form von Blöcken, Bauplatten, Rauhputz, Fliesen, Ziegeln, vorgeformten Bauteilen und anderem mehr zur Verwendung kommt.

Es gibt bereits ältere Vorschläge, unsortierten Müll zu beseitigen und verwertbar zu machen. Gemäß der Anmeldung P 17 71 020.2 wird der bei der Müllabfuhr anfallende Müll ohne Vorsortierung zu einem mehr oder weniger feinkörnigen Pulver zermahlen und dieses mit einem Kunstharz, Teer oder Zement vermischt unter hohem Druck zu Formkörpern verpreßt

Gemäß der Anmeldung P 21 00 627.9 wird zerkleinerter Müll beliebiger Art, vor allem Festmüll mit Alkalisilicat vermischt und die erhaltene pump- und gießfähige Masse zum Auffüllen von z. B. stillgelegten Bergwerken oder hohlen Abfallkörpern verwendet oder über unwirtschaftlich gewordenes Erdreich gegossen. Beim Trocknen wird eine krümelige oder zerkrümelungsfähige Masse erhalten, die als Füllmasse oder als Zuschlagstoff verwendet werden kann. Bei der Beseitigung von Mikroorganismen enthaltenden Abfällen kann sich dieses Verfahren gesundheitlich nachteilig auswirken, wenn das verfestigte Material mit Wasser in Berührung kommt.

Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren zur Beseitigung und Verwertung von Müll durch Behandeln von unsortiertem, zuvor getrocknetem und zerkleinertem Industrie- und Haushaltsmüll verschiedenster Herkunft mit einem Alkalisilicat, das ein Gewichtsverhältnis SiO₂ZMe₂O von 1 bis 4 aufweist, in wäßriger Lösung in einer Menge von 2 bis 50%, bezogen auf den getrockneten und zerkleinerten Müll, und gegebenenfalls einem Silicathärter, das dadurch gekennzeichnet ist, daß mar; das Gemisch aus Müll und Silicat sowie gegebenenfalls Härter unter hohem Druck in eine/· Presse zu kompakten Baustoffen verdichtet.

Der unsortierte Müll, der organisches Material und Abfälle aller Art wie Glas. Kunststoff, Metall usw. enthält, wird zunächst unter erhöhtem Druck zu einem stabilisierten Produkt mit geringem Wassergehalt verdichtet, dessen Bakterienfiora vernachlässigt werden kann. Der trockene, !komprimierte Müll wird dann zu einem trockenen, !einteiligen Material vermählen, das sich mit dem Metallsilicat wirksam behandeln läßt. Diese Silicatbehandlung kann auf verschiedene Weise erfolgen: Metallsilicat und vermahlenes Material können kalt miteinander vermengt oder verknetet werden in Gegenwart eines Härters, der das mechanische Verhalten des Endproduktes verbessert, das beim Verdichten des Gemisches in der Kälte erhalten wird.

Es kann auch zunächst der Härter mit dem vertnahlenen Material vermischt und in dieses Gemisch das Metallsilicat unmittelbar in der Presse im Verlauf des Verdichtungsvorganges auf beliebig geeignete Weise, beispielsweise mit Strahlpumpen, Düsen und ähnlichem mehr eingebracht werden. Dieses Einarbeiten des Silicates kann in der Masse erfolgen oder ausschließlich in der Außenschicht des Gemisches, die mit der Presse in Berührung steht, so daß im letzteren Falle eine mehr oder weniger dicke harte Schicht an der Oberfläche des gepreßten Blockes entsteht, dessen mechanische Eigenschaften dennoch für die in Betracht gezogenen Verwendungszwecke genügen. Mit Hilfe dieser Arbeitsweise kann der Anteil an Silicat verringert werden. Wird ein flüssiger Härter verwendet, wenn es möglich isi, die Abbindezeit zu steuern, so kann die Kombination Silicat-Härter während der Verdichtung mit dem oben beschriebenen System eingebracht werden.

Diese verschiedenen Arbeitsweisen in der Kälte bewirken einen leichten Temperaturanstieg während der Verdichtung, was zu einem schnelleren Hartwerden

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des Blockes führt. Die Verdichtung kann auch unter Wärmezufuhr erfolpen. beispielsweise bei einer Temperatur von 80 bis 200° C. In diesem Falle, insbesondere wenn in einem Bereich von 150 bis 200° C gearbeitet wird, kann der Härter entfallen, ohne daß der Zusammenhalt und die guten mechanischen Eigenschaften des Blockes beeinträchtigt werden.

Die Silicate werden im allgemeinen in Form ihrer wäßrigen Lösung angewandt, insbesondere die Alkalisilicate, und zwar in Mengen, bezogen auf das Gewicht des getrockneten Rohstoffes von 2 bis 5O°/o, vorzugsweise von 5 bis 30 °/o. Das Gewichtsverhältnis SiO₂ZNa₂O in den Silicaten beträgt 1 bis 4, wobei das Verhältnis 3,3 besonders gut geeignet ist. Der Feststoffgehalt der wäßrigen Silicatlösung macht 20 bis 40 %> aus; die Viskosität der Silicatlösung bei 20⁰C schwankt zwischen 30 und 200 cP, damit eine gute Dispersion erhalten wird.

Die Härter, die eingesetzt werden um ein schnelles Abbinden des Alkalimetallsilicats in der Kälte zu bewirken, sind allgemein anorganische Stoffe wie Chloride, Bicarbonate oder Fluorsilicate von Alkali- oder Erdalkalimetallen usw., organische Stoffe, vor allem Härter mit steuerbarer Abbindezeit wie sie in der FR-PS 14 11 81Q und den deutschen Patentanmeldungen P 15 67 776.6 und P 16 67 705.7 beschrieben wciueti, also Alkylglykolmonoester, Dialkylbemsteinsäureester, Gemische aus Methylestern der Ameisensäure, Essigsäure und Propionsäure und allgemein jede andere organische Verbindung, aus der durch Verseifen eine Säure freigesetzt werden kann.

Vorteilhafterweise wird dem Härter vor dem Vermischen mit Müll eine zweite Komponente zugesetzt, beispielsweise Talk, gefällte Kieselsäure, Calciumsulfat usw., oder ganz allgemein jeder Stoff, der eine beträchtliche Menge Wasser absorbieren kann. Diese zweite Komponente wirkt dann in doppelter Weise: sie sichert einerseits beim Vermischen oder Verkneten die homogene Dispersion des in geringen Mengen eingesetzten Härters und andererseits die Absorption des Wassers während des Verdichtungsvorganges, so daß bereits das Steifwerden des Gemisches durch Erhöhung der Viskosität des Silicates beginnt. Das eigentliche Abbinden des Silicates erfolgt dann auf chemischem Wege durch Härter selbst. Das aktive Dispergiermittel bewirkt eine beträchtliche Steigerung der Druckfestigkeit, ohne daß hierfür der Silicatanteil erhöht werden muß. Aus der folgenden Tabelle geht diese verstärkende Wirkung am Beispiel der Kombination Calciumsulfat/Calciumchlorid deutlich hervor. Die synergistische Wirkung auf die mechanischen Eigenschaften des verdichteten Blockes oder Formlings ist beträchtlich.

Haushalts	Natrium-	Calcium	Calcium	Druckfestig
abfälle,	silicat	chlorid	sulfat	keit des
getrocknet	(36 »/0 Fest			Formlings
und	stoff)
zerkleinert
(Gewichts	(Gewichts	(Ge	(Ge	kg/cm*
teile)	teile)	wichts-	wichts-
		teile)	teile)
100	20			3
100	20		10	5
100	20	4		9
100	40	4	10	18
100	20	4	10	15

Zum Zusammenballen oder Stückigmachen des Mülls kann auch ein Bindemittel auf der Basis eines Alkalisilicates und dem Reaktionsprodukt aus Acrylamid und Formaldehyd entsprechend der deutschen Patentanmeldung P 16 42 378.2 verwendet werden. Weiterhin können Bioeide und undurchlässigmachende Mittel zugesetzt werden. Die nachfolgende Undurchlässigkeit oder Dichtigkeit kann erzielt werden, indem die Blöcke in eine Lösung, die durch Verdunsten und/oder Zusammenlaufen einen Film bildet, eingetaucht oder mit dieser Lösung bespritzt werden, beispielsweise einer Lösung oder Emulsion von Acrylharzen, Vinylacrylharzen und anderen mehr oder einer Monomerlösung mit Zusatz eines entsprechenden Katalysators, der die Polymerisation in situ auslöst. Die neuen Baustoffe können auch mit Hilfe einer einfachen Kunststoffhülle undurchlässig gemacht weiden, die gegebenenfalls in der Wärme schrumpft. Die dichten Blöcke unterschiedlicher Form lassen sich mit Erfolg als Baustoffe, Bauhilfsstoffe und/oder Schüttgut verwenden. Zusätzlich zu guten mechanischen Eigenschaften besitzen sie bemerkenswerte wärmeisolierende und schallisolierende Eigenschaften.
Die folgenden Beispiele dienen zui näheren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

10 Gewichtsteile saures Natriumcarbonat wurden mit 100 Gewichtsteilen getrocknetem und zerkleinertem Müll vermischt; das Gemisch wurde in die Preßform eingebracht unter gleichzeitigem Versprühen von 30 Gewichtsteilen wäßriger Natriumsilicatlösung (Gewichtsverhältnis SiO₂/Na₂O = 3,3; 36% Feststoff) in der Müllmasse. Durch Pressen unter einem hohen Druck von 125 kg/cm² während 1 Minute wurde ein harter und kompakter Block erhalten, der eine Druckfestigkeit von 6 kg/cm² aufwies;.

Beispiel 2

4 Gewichtsteile Calciumchlorid und 10 Gewichtsteile Gips wurden in 100 Gewichtsteile trockenen und zerkleinerten Müll eingerührt. Das Gemisch wurde in die Preßform eingefüllt und oberflächlich 20 Teile Natriumsilicatlösung (SiO.,/Na₂O = 3,3; 36«/o Trokkenmasse) eingespritzt. Nach dem Pressen wurde ein an der Oberfläche verfestigter Block mit einer Druckfestigkeit von 15 kg/cm² erhalten.

Eine Reihe derartiger verfestigter Blöcke wurde 15 bis 30 Sekunden lang in eine wäßrige Suspension eines mit Füllstoff versetzten Acryl-Vinylharzes eingetaucht, abtropfen gelassen und 5 Minuten lang in einem Tunnelofen bei HO⁰C kräftig getrocknet; die undurchlässig gemachten Blöcke konnten unmittelbar

5") als Schüttungsmaterial verwendet werden.

Beispiel 3

100 Gewichtsteile trockener und zerkleinerter Müll wurden in den Formteil einer Presse eingefüllt; darauf wurden in diese Masse 30 Gewichtsteile Natriumsilicatlösung (SiO,/Na, = 3,3; 36% Trockenmasse) eingespritzt. Durch gleichzeitiges Pressen und Erhitzen auf 160° C während einiger Minuten wurde ein harter und kompakter Block mit einer Druckfestigkeit von 6 kg/cm² erhalten. Die so verfestigten Blöcke wurden wie im Beispiel 2 undurchlässig bzw. wasserdicht gemacht.

Beispiel 4

100 Gewichtsteile trockener und vermahlener Müll wurden in den Formteil einer Presss gefüllt; in die Masse wurden 30 Gewichtsteile eines Gemischs auf der Basis einer wäßrigen Natriumsilicatlösung und Methylbernsteinsäureester gemäß der deutschen Patentanmeldung P 15 67 776.6 eingespriizt; durch Pressen und Erhitzen auf 100° C während 5 Minuten wurde eis harter und kompakter Block erhalten, der eine Druckfestigkeit von 5 kg/cm² besaß.

Beispiel 5

Es wurde ein kompakter Block hergestellt, indem 100 Gewichtsteile trockener und vermahlener Müll in den Formteil der Presse eingefüllt und mit 30 Gewichtsteilen eines Gemisches der wäßrigen Lösungen eines Alkalisilicates mit Zusatz von Härter und eines Reaktionsproduktes aus Acrylamid und Formaldehyd entsprechend der deutschen Patentanmeldung

ίο P 16 42 378.2 versetzt. Das Ganze wurde gepreßt und 5 Minuten lang auf 100° C erhitzt.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Heseitigung und Verwertung von Müll durch Behandeln von unsortiertem, zuvor getrocknetem und zerkleinertem Industrie- und Haushaltsmüll verschiedenster Herkunft mit einem Alkalisilicat, das ein Gewichtsverhältnis SiOj/Me.,0 von 1 bis 4 aufweist, in wäßriger Lösung in einer Menge von 2 bis 50%, bezogen auf den getrockneten und zerkleinerten Müll, und gegebenenfalls einem Silicathärter, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch aus Müll und Silicat sowie gegebenenfalls Härter unter hohem Druck in einer Presse zu kompakten Baustoffen verdichtet wird.