DE2634839C2

DE2634839C2 -

Info

Publication number: DE2634839C2
Application number: DE2634839A
Authority: DE
Inventors: Jean Palaiseau Fr Quienot
Original assignee: Pec-Engineering Sa Paris Fr
Current assignee: Pec-Engineering Sa Paris Fr
Priority date: 1975-08-06
Filing date: 1976-08-03
Publication date: 1989-01-05
Also published as: FR2320266B1; DE2634839A1; NL7608760A; NL183994C; DK154000C; SE433915B; US4124405A; DK154000B; SE7608768L; FR2320266A1; NL183994B; BE844917A; CH616339A5; GB1500668A; DK353776A

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Behandlung von Abfällen verschiedener Herkunft, wie z. B. industrieller, landwirtschaftlicher oder häuslicher Abfälle, im flüssigen oder Schlammzustand. Sie bezieht sich insbesondere auf ein neues Verfahren zur Verfestigung von Abfällen, das eine Umwandlung derselben in Materialien großer Stabilität gegen über äußeren Stoffen, wie z. B. Wasser, und mit großem Fest haltevermögen für die in den Abfällen eingeschlossenen Ver unreinigungsstoffe ermöglicht. Sie bezieht sich auch auf die Verwendung so behandelter Abfälle für verschiedene Zwecke.

Das wachsende Volumen von Abfällen und Rückständen jeder Art im flüssigen Zustand oder in Form von mehr oder weniger dicken Schlämmen stellt ein mehr und mehr störendes Problem für die Industriellen und Behörden, insbesondere unter Berücksichtigung der Tatsache dar, daß diese Abfälle allgemein große Gefahren für die Umgebung und für die Lebe wesen bringen. In einer gewissen Anzahl von Fällen ist es möglich, diese Schlämme zu veraschen, wenn sie ein hohes Verbrennungsvermögen aufweisen. In anderen Fällen können sie auf landwirtschaftliche Gelände verteilt oder einge schlossen werden. Jedoch besteht sehr häufig die einzige unter wirtschaftlichen und ökologischen Gesichtspunkten annehmbare Lösung darin, eine Behandlung dieser Schlämme nach einem Verfahren vorzunehmen, das ihre Festlegung und physi kalisch-chemische Verfestigung ermöglicht.

Man hat zu diesem Zweck bereits Techniken vorgeschlagen, die darin bestehen, die Schlämme mit geeigneten Anteilen verschiedener Stoffe, wie insbesondere Portland zement allein oder mit Zusatz von Puzzolanerde, mit einem Erfassungsmittel wie Kalk, Kalziumchlorid, Portlandzement, Kalziumkarbonat versetzten Natriumsilikats, einer Mischung von Kalk und Puzzolanerde, von Gips evtl. mit Zusatz von organischen Harzen, Bitumen, Kalziumsulfat und -sulfit in Mischung mit Kalk und/oder Bröckeltuff usw. zu vermischen.

Diese verschiedenen Verfahren bieten genügend interessante Lösungen in einigen besonderen Fällen, doch weisen sie eine große Zahl von Nachteilen auf, die ihrer verallgemeinerten Anwendung entgegenstehen. Tatsächlich haben die Schlämme nach der Behandlung einen manchmal sehr basischen pH-Wert, der über 10 liegen kann, und weisen einen relativ hohen Ge halt an für die Umgebung schädlichen Ionen und Molekülen, wie z. B. Na⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, Ca²⁺, Cr³⁺, SO₄^2-, F^-, PO₄^3-, Kohlenwasserstoffe usw. auf. Tatsächlich werden die Verun reinigungselemente, die theoretisch in der nach der Behand lung erhaltenen festen Masse fixiert sind, teilweise infolge Auslaugung durch Wasser, durch Wirkung atmosphärischer Bestandteile (warmer Luft usw.) oder aufgrund des Durchlaufens von Frost-Auftau-Zyklen usw. mitgerissen. Es scheint, daß der übernormal erhöhte Gehalt an bestimmten Ionen von einem oder mehreren der in einigen Verfahren verwendeten Reaktions stoffe herrührt; erhöhte Gehalte an Natrium, die deutlich über denen der Auslaugung des Rohabfalls liegen, wenn sonst sämtliche Bedingungen gleich sind, wurden durch die Verwendung von Natriumsilikat als Hauptreaktionsmittel erklärt. Andererseits sind diese Verfahren mit erhöhten Kosten behaftet, da die verbrauchten Reagenzmittelmengen erheblich sind und die allgemein eingesetzten Reaktionsstoffe (Portland zement, Natriumsilikat usw.) einen hohen Preis aufweisen. Schließlich ist die Mehrzahl der bekannten Verfahren für einen gegebenen Schlammtyp selektiv, und sie führen in einigen Fällen zur Gegenwart von in Wasser löslichem freien Kalk, der eine nicht vernachlässigbare Rolle bei der Erschei nung der Versprödung von Gebäuden aus Metallsilikaten hat.

Aus der GB-PS 11 65 931 ist ein Verfahren zur Behandlung von Abfällen bekannt, bei dem man den Abfällen Schlacke, Zement, Kalziumchlorid, Eisensulfat und Wasser zusetzt. Nach dem einzigen Beispiel werden je 100 l Abfälle 138 l Schlacke, 76,2 l Zement, 2,38 kg Kalziumchlorid und 0,298 kg Eisensulfat sowie eine geeignete Wassermenge verwendet, während eine pH-Wertangabe fehlt. Mit diesem Verfahren soll eine Art von Mörtel zur Herstellung von Baumaterial erzeugt werden.

Die DE-OS 21 30 309 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer Masse aus dem Reaktionsprodukt einer wäßrigen Aufschlämmung chemischer Abfälle und Zusätzen, wobei als Zusätze Kalk, ein Aluminiumionen lieferndes Material wie Flugasche und eine wasserlösliche Sulfatver bindung in solchen Mengen verwendet werden, daß die Masse mindestens 0,5 Gew.-% SO₄-Ionen, mindestens 0,2 Gew.-% Al₂O₃ bzw. Äquivalente davon und mindestens 0,5 Gew.-% CaO bzw. Äquivalente davon enthält.

Aus der DE-OS 24 26 641 ist schließlich ein Verfahren zum Entgiften von Abfällen bekannt, bei dem man die Abfälle z. B. mit Aluminiumsilikat, z. B. Flugasche, Natriumsilikat und einer Erdalkaliverbindungs-Mischung aus CaCO₃ und CaO zu einem dicken Schlamm vermischt und härten läßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, das sich zur Behandlung einer großen Zahl von Schlämmen und Abfällen eignet und zum Erhalten von zusammen gesetzten verfestigten und gehärteten Materialien führt, die eine große chemische Trägheit aufweisen und unter den normalen ökologischen Bedingungen stabil sind.

Die Erfindung soll auch das schwierige Problem des Erhaltens von Endprodukten lösen, die nicht dazu neigen, bei Behandlung mit Wasser (z. B. bei Regenfällen) einen großen Teil der durch die chemische Reaktion während der Behandlung des Schlamms fixierten verunreinigenden Verbin dungen freizusetzen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Man kann als Schlacke die bei der Erzeugung und ver schiedenen Behandlungen von Eisenschmelzen, Gußeisen und Stählen sowie von Nichteisenmetallen erhaltenen Schlacken, beispielsweise die Schlacken von Hochöfen, Stahlwerken oder Elektroöfen usw., verwenden, nachdem sie einer Zerteilung und Zerkleinerung unterworfen sind, um Körner geringen Durchmessers zu erhalten. Als besonders geeignete Schlacken seien Erzeugnisse folgender Zusammensetzung erwähnt: 30 bis 50% CaO; 25 bis 40% SiO₂; 8 bis 20% Al₂O₃; 5 bis 15% FeO; 2 bis 8% MgO und Spuren von Verunreinigungselementen, wie z. B. S, Na, K, Mn, in verschiedenen Formen.

Die starke Alkalität des Mediums, die einem pH-Wert über 8,5 entspricht, wird durch Zusatz einer geringen Menge eines basischen Stoffes erhalten, der insbesondere sein kann: Ein Alkali- oder Erdalkalimetallhydroxid, wie NaOH, KOH, Ca(OH)₂, oder allgemein jede Verbindung, die ein solches Hydroxid durch Hydratation liefert. In dieser Klasse von Verbindungen kann man ohne erschöpfende Aufzählung nennen: Natriumkarbonat, Kalziumkarbonat, Natriumsilikat, Portlandzement, Zementklinker, Natriumaluminat usw. Man verwendet vorzugsweise Verbindungen, die durch Hydratation Kalziumhydroxid liefern.

Das Gemisch gemäß der Erfindung enthält auch ein oder mehrere Stoffe, die zur Aktivierung der Hydratation der Schlacke bei Berührung mit dem in den zu behandelnden Abfällen oder Schlämmen enthaltenen Wasser bestimmt sind. Diese Aktiviermittel bestehen vorzugsweise aus Stoffen, die Sulfationen und wenigstens geringe Mengen von alkalischen Ionen, wie z. B. insbesondere Kalziumsulfat (Gips, Phosphorgips), Alkalimetallsulfate oder auch ein Gemisch von Gips und einem alkalischen Hydroxid enthalten. Unter den alkalische Ionen liefernden Stoffen kann man außer den schon erwähnten Sulfaten und Hydroxiden beispiels weise Alkalimetallchloride, -nitrate oder -nitrite nennen.

Es wurde außerdem gefunden, daß man die erfindungsge mäß angestrebten Ergebnisse noch verbessern kann, indem man dem oben genannten Gemisch eine gewisse Menge von natürlichen oder künstlichen Puzzolanerden oder Flugaschen oder Zunder zusetzt, die von der Verbrennung von Kohle oder Haushaltsmüll oder analogen Abfällen stammen. Die Puzzolan erdeerzeugnisse werden vorzugsweise in einer Menge zuge setzt, die wenigstens gleich dem Vierfachen der Menge an vorhandenem freien Kalk entspricht. Es muß erwähnt werden, daß die zur Aktivierung der Hydratation der Schlacke bestimmten Stoffe gleichfalls eine Begünstigung der puzzolani schen Reaktion bewirken, was jede Rißbildung des Endmaterials verhindert. Andererseits kann man ebenfalls Stoffe wie ein oder mehrere Emulgiermittel zusetzen, die als Luftmitreiß mittel derart, daß die Menge der eingeschlossenen Luft bei 3 bis 4% bleibt, und außerdem zur Förderung der Hydrata tionsreaktion der Schlackekörner und zur besseren Homogeni sierung der Kohlenwasserstoffe und Öle pflanzlichen oder tierischen Ursprungs enthaltenden Abfälle dienen. Man kann als Emulgiermittel beispielsweise Stearate und Lignosul fonate, Äthanolamin, sulfonierte Polyähter und andere ionische oder nicht-ionische Emulgiermittel, feine Pulver, wie z. B. Bentonit oder Kieselgur, und ggf. einen oder mehrere hydrophobe Stoffe, wie z. B. emulgiertes Bitumen, Phenol- oder Furanharze, Polyesterharze, Butadien-Styrol- Latexe, Vinylpolymere, wie z. B. Polyvinylazetat usw., nennen.

Die Anteile der verschiedenen wesentlichen und sekun dären Bestandteile, die beim erfindungsgemäßen Verfahren zu verwenden sind, lassen sich vom Fachmann unter Berücksichtigung der verschiedenen Parameter, wie insbesondere der Art und der Zusammensetzung des zu behandelnden Schlammes, der Art der verwendeten Schlacke, der Korngröße der festen Stoffe usw., im Rahmen des Hauptanspruchs leicht bestimmen. Die besten Ergebnisse werden mit Gemischen erzielt, die je 100 Gewichtsteile von Abfällen enthalten:

5 bis 35 Teile Schlacke (der oben angegebenen Zusammensetzung),
0,02 bis 15 Teile eines alkalischen Stoffes,
0,2 bis 8 Teile Aktiviermittel,
5 bis 30 Teile Puzzolanerden, Flugaschen oder Zunder,
und ggf. 0 bis 2 Teile eines oder mehrerer Emulgier mittel und eines hydrophoben Stoffes.

In den beanspruchten Grenzen kann der Fachmann endgültig die Anteile an zu verwendenden Reaktionsstoffen für jede Art von zu behandelnden Abfällen bestimmen. Insbe sondere wählt man die im Abfall-Reaktionsmittel-Gemisch vor handene Sulfationenmenge so, daß das erhaltene Material keine Rißbildungen aufweist. Tatsächlich hat, wenn die Sulfat ionenmenge zu gering ist, das Material eine Neigung zur Riß bildung. Wenn dagegen die Sulfationenmenge zu groß ist, wird das Material inneren Drücken ausgesetzt und hat eine Tendenz zum Zerfallen. Einige einfache Versuche genügen für den Fachmann, um die je nach der Zusammensetzung des behandelten Abfalls zuzusetzende Sulfationenmenge zu bestimmen.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren sind die Wechsel wirkungen zwischen dem Abfall einerseits und der Schlacke und den Reaktionsstoffen andererseits unter Berücksichtigung der verschiedenen Arten von Zusammensetzung und Gefüge der Bestandteile von Abfällen verschiedener Herkunft äußerst komplex. Einige Feststellungen konnten indessen getroffen werden und führen zu folgenden Erklärungen, die den Umfang bzw. die Bedeutung der Erfindung nicht beschränken.

Im Kontakt mit dem im Abfall enthaltenen Wasser erfolgt dank der Aktiviermittel mit Sulfationen und in Gegenwart von geringen Mengen alkalischer Ionen eine Hydra tation der Schlacke, die eine Öffnung deren Gefüges ermöglicht. Die physikalische Untersuchung der erhaltenen Erzeugnisse (durch Röntgenstrahlen und äquivalente Mittel) zeigt die Bildung von weniger basischen und stabileren hydratisierten Silikaten als denen, die durch Hydratation des Portlandzements erhalten werden, jedoch auch von Sulfo aluminaten des Typs "Ettringit" der Globalformel:

3 CaO, Al₂O₃, 3 CaSO₄, 32 H₂O.

Es bilden sich ebenfalls Verbindungen mit starkem Absorptionsvermögen des Typs x CaO, y (SiO₂), z (H₂O). Andererseits fallen aufgrund der Wechselwirkung der Reaktions stoffe mit den Anionen und Kationen des Abfalls diese letzteren in Form von Kalziumsilikaten und komplexen Silikaten aus, die unter den Bedingungen des Mediums wenig löslich sind. Schließlich wird der Überschuß an freiem Kalk, der oft infolge der Neutralisierung der Abfälle durch Kalk festge stellt wird, durch Zusatz von Stoffen mit Puzzolancharakter beseitigt, was zur Bildung von stabilen Kalziumsilikaten beiträgt. Die Verbesserung der Eigenschaften des Materials erfolgt während sehr langer Zeit, besonders wenn beim vorliegenden Reaktionsgemisch puzzolanische Reaktionen ablaufen.

Es ergibt sich durch die Gesamtheit von Reaktionen eine Härtung und Verfestigung des ursprünglichen Schlammes in der Form von unter den normalen Bedingungen stabilen Materialien, wovon eine gewisse Anzahl übrigens physikalisch- chemische Eigenschaften aufweist, die denen von in der Natur gefundenen Stoffen analog sind.

Diese festen Materialien können als Aufschüttungen, als absorbierende Stoffe mit der Eignung zur Verbesserung einer kontrollierten Abgabe und dem Verhalten wie ein Kationen- oder Anionenaustauschharz, als Düngemittel, als Stoffe zur Verbesserung von Böden oder andere analoge Ein satzzwecke verwendet werden.

Fall der zu behandelnde Schlamm oder Abfall bereits einen der erfindungsgemäß vorgesehenen Reaktionspartner enthält, braucht man diesen gemäß Hauptanspruch selbstverständlich nicht erst zuzusetzen.

In der Praxis sichert man zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zunächst die Homogenität des Abfalls. Die Erfahrung zeigt, daß man, selbst wenn sehr viskose Schlämme (beispielsweise einer Viskosität von 100 Pa · s) behandelt werden, eine gute Homogenisierung durch Umrühren erreichen kann. Dieses kann mit Hilfe von selbstansaugenden Zentrifugalpumpen, durch Winden betätigten Becherwerken oder anderen äquivalenten Mitteln erfolgen. Die Verarbeitung des Abfalls kann ihrerseits diskonti nuierlich oder kontinuierlich in festen oder beweglichen Anlagen nach an sich bekannten Techniken durchgeführt werden. Beispielsweise kann man die üblicherweise zur Herstellung von Beton und Mörtel verwendeten Einrichtungen (Mischer mit Kippzug, mit Drehbottich usw.) oder Apparate zur Sicherung des Transports von Beton und flüssigen Abfällen (Vakuumwagen usw.) einsetzen. Der Abfall wird ent weder in seinem eigenen Lagerbehälter nach Homogenisierung oder durch Pumpen des Schlammes bis zu einer (festen oder beweglichen) Anlage behandelt, wo der Zusatz der Reaktions stoffe vorgenommen wird, wonach die behandelten Materialien anschließend auf eine Ablagegelände deponiert werden.

Die praktische Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch die folgenden die Erfindung nicht beschränkenden Beispiele erläutert, die die Behandlung von Abfällen verschiedenen Ursprungs und verschiedener Zusammen setzungen betreffen. Um die Ergebnisse einer Wasserauslaugung von Rohabfällen und erfindungsgemäß behandelten Abfällen vergleichen zu können und so das Festhaltevermögen für Verunreinigungselemente durch die erfindungsgemäß erhaltenen festen Materialien aufzuzeigen, wurde für alle Beispiele der folgende ökologische Test angewendet: Man setzte 900 g gewöhnliches Wasser 90 g einer Probemenge zu, verrührte dann das Gemisch während etwa 1 Minute kräftig und ließ es in hermetisch verschlossenen Flaschen von etwa 10 cm Durchmesser während 72 Stunden stehen. Nach dieser Zeit führte man die erforderlichen Analysen zur Bestimmung der Prozentsätze der durch die Auslaugung mitgerissenen Ionen sowie der Zahlenwerte des chemischen Sauerstoffbe darfs (DCO) durch.

Ohne gegenteilige Angaben sind alle Teile als Gewichts teile ausgedrückt.

Beipiel

Man verwendete als zu verarbeitenden Abfall Rückstände, die von einem Kraftfahrzeugherstellerwerk stammten und aus einem Gemisch von Schlämmen zusammengesetzt waren, die einerseits von einer Gießhalle, andererseits von einer Anlage zur Behandlung löslicher Öle und schließlich von einer Phosphatierungshalle abgeführt wurden.

Der Abfall wurde mit folgenden Zusätzen (je 100 Teile Abfall) vermischt: 15 Teile Schlacke (unten angegebener Zusammensetzung), 1,5 Teile eines Gemisches von Gips und Soda mit 15% Sodagehalt, 0,15 Teile eines Netzmittels (Natriumalcoylbenzolsulfonat), um etwa 3% Lufteinschluß in das Material einzuführen.

Die verwendete metallurgische Schlacke hatte die folgende Gewichtsteile-Zusammensetzung:

SiO₂ : 32,85; Al₂O₃ : 14,50; Fe₂O₃ : 0; FeO : 10;
MnO : 0,55; CaO : 44,80; MgO : 4,80; SO₃ : 0; CO₂ : 0;
S : 0,9; K₂O : 0,7; Na₂O : 0,3; lösliches Na₂O : 0,02;
freies CaO : 0.

Nach dem Vermischen ließ man die Masse bei gewöhnlicher Temperatur härten und erhielt in einigen Tagen ein sehr stabiles festes Material. Die Auslaugung mit Wasser gemäß dem genannten ökologischen Test lieferte bei Durchführung mit einer Vergleichsprobe aus Rohabfall und einer Probe des behandelten Abfalls bei ansonsten gleichen Bedingungen die in der am Ende der Beschreibung folgenden Tabelle 1 angegebenen Ergebnisse.

Wie man sehen kann, ist die Menge von durch das Wasser mitgerissenen verunreinigenden Ionen im Fall des erfindungsgemäß behandelten Abfalls im Vergleich mit der im Fall des nicht behandelten Abfalls beträchtlich verringert. Für die Mehrzahl der Ionen ist sie auf einen vernachlässigbaren Wert gesenkt.

Beispiel 2

Der behandelte Abfall kam aus einer Fabrik, die Ober flächenbehandlungen von verschiedenen metallischen Werk stoffen durchführt, und hatte die Form eines Schlammes mit 34% Trockensubstanz (bei 600°C), die 12,1% Chrom, 7,5% Kupfer, 3,5% Zink, 7,6% Aluminium, 1,3% Eisen, 3,6% Ammonium, 0,4% Nickel, 30 ppm Quecksilber, 10 ppm Blei, 15 ppm Kadmium und 1,3% Bor enthielt.

Die Behandlung wurde mit Hilfe eines Gemisches von 7 Teilen (der im Beispiel 1 identischen) Schlacke, 10 Teilen eines Gemisches von Schlacke und Portlandzement und 0,20 Teilen kaustischer Soda (NaOH) je 100 Gewichtsteile des Abfalls durchge führt.

Das Material verfestigte sich in einigen Tagen, und die Auslaugung durch Wasser, die Analyse der Ionen und die Bestimmung des DCO-Wertes lieferten ausgezeichnete Ergebnisse, die in der am Ende der Beschreibung folgenden Tabelle 2 angegeben sind.

Beispiel 3

Man verwendete als Abfall einen Schlamm, der von der Petroleumindustrie stammte und dessen Probemenge folgende wesentliche Elemente (als ppm ausgedrückt) enthielt:

Aluminium: 3500; Kalzium: 46 000; Barium: 430; Zink: 370;
Blei: 1800; Nickel: 20; Mangan: 110; Eisen: 6300;
Kupfer: 230; Chrom: 45; Natrium: 830; Kalium: 40 000;
Phosphationen: 2400; Sulfate: 210 000; Nitrate: 1900.

Für die Behandlung gemäß der Erfindung setzte man dem Abfall (je 100 Gewichtsteile) zu: 15 Teile Schlacke (der Zusammensetzung gemäß Beispiel 1), 1,5 Teile Portlandzement, 1,5 Teile wäßriger Natriumsilikatlösung von 1,37-1,41 g/cm³ Dichte und 2 Teile Puzzolanerde.

Man erhielt eine vollkommene Verfestigung in einigen Tagen, und die Auslaugung mittels Wasser ermöglichte, wie die Ergebnisse in der am Ende der Beschreibung folgenden Tabelle 3 zeigen, festzustellen, daß die Mehrheit der verunreinigenden Ionen zum großen Teil oder völlig von der festen Masse festgehalten wurde.

Beispiel 4

Der behandelte Schlamm stammte von Dekantierbecken einer chemischen Fabrik, die Anlagen zur Erzeugung organischer Stoffe, mineralischer (anorganischer) Stoffe und biochemischer Stoffe umfaßt. Der Schlamm hatte einen Gehalt an Feststoffen von etwa 21% und enthielt einerseits Teere und organische Lösungsmittel sowie andererseits anorganische Bestandteile, wie Kalzium, Eisen, Silizium, und in geringen Mengen Barium, Kupfer, Zinn, Aluminium, Blei, Mangan und Zink.

Zur Durchführung der Behandlung gemäß der Erfindung setzte man 100 Teilen Schlamm zu: 18 Teile Schlacke (der gleichen Zusammensetzung wie im Beispiel 1), 1,8 Teile Gips, 0,5 Teile Natriumsilikat von 1,37-1,41 g/cm³ Dichte und 2 Teile Puzzolanerde.

Das Material verfestigte sich in einigen Tagen, und der ekelhafte Geruch des Abfalls war sehr schnell verschwunden.

Die Auslaugung ergab folgende Resultate:

Beispiel 5

Man nahm die Behandlung eines Schlammes einer städtischen Reinigungsstation vor, indem man dem Schlamm ein Gemisch (je 100 Teile Schlamm) von 15 Teilen Schlacke (wie im Beispiel 1 beschrieben), 1,5 Teilen Portlandzement, 1,5 Teilen Gips und 2 Teilen Flugaschen zusetzte.

Der charakteristische Geruch des Schlammes sowie die Bakterienkolonien verschwanden sehr schnell, und man erhielt ein festes Material, das nach dem Auslaugungsversuch in dem Auslaugungswasser praktisch keine (oder allenfalls geringste) Spuren von verunreinigenden Ionen enthielt, wie die Vergleichsergebnisse in der Tabelle 4 (am Beschreibungs ende) zeigen.

Beispiel 6

Der behandelte Abfall stammte von landwirtschaftlichen Einrichtungen, insbesondere Schweineställen, und hatte folgende Zusammensetzung und Eigenschaften:
Feststoffe: 16,1%; DCO: 160 000; Gesamtstickstoff: 0,9%; P₂O₅: 0,71%; K₂O: 0,31%; Kupfer: 800 ppm; Zink: 1600 ppm; Mangan: 228 ppm.

Nach Zusatz von Kalk (6 g Kalk je Liter Abfall) setzte man dem Abfall (je 100 Teile) noch 8 Teile Schlacke, 1,3 Teile Gips (Gipsmischung mit 10% Soda) und 1,1 Teile Flugaschen zu. Die Lufteinschlußmenge war etwa 4%.

Nach Verfestigung in zwei Tagen zeigte das Erzeugnis nur noch einen sehr geringen Geruch, und der ökologische Auslaugungstest mit Wasser führte zu folgenden Ergebnissen:

DCO:600 ppm Kupfer:0,2 ppm Zink:0,4 ppm Mangan:0,2 ppm.

Beispiel 7

Der Schlamm kam von einer auf die Behandlung von Industrieabfällen spezialisierten Fabrik. Sein pH-Wert lag nahe 7, und er hatte folgende Zusammensetzung:
Ferrihydroxid: 10%; Chrom-, Nickel-, Kupfer- und Zink hydroxide: insgesamt 5%; Wassergehalt: 60%; Rest im wesentlichen Kalziumsulfat.

Zur Durchführung der erfindungsgemäßen Behandlung setzte man 100 g Schlamm zu: 6 g Schlacke (mit der nach Beispiel 1 identisch); 4 g Flugaschen oder fein zerkleinerten Zunder vom Veraschen von Haushaltsmüll; 0,3 g Gips und 1,1 ml Natriumsilikat von 1,37-1,41 g/cm³ Dichte.

Man erhielt eine unverzügliche Verdickung und in einigen Tagen ein sehr hartes Material. Nach Auslaugung mit Wasser gemäß dem genannten Test erhielt man folgende Ergebnisse:

Kupfer: 0,3 ppm; Zink: 0,5 ppm; Nickel: 0,4 ppm; Chrom: 0,5 ppm.

Beispiel 8

Der zu behandelnde Abfall stammte von einer Fabrik zur Behandlung von Industrieabfällen und enthielt 20% schwere Kohlenwasserstoffe und insgesamt 4% Chrom-, Nickel-, Eisen-, Arsen-, Kadmium- und Bleiverbindungen.

Man setzte 100 kg dieses Schlammes 9,6 kg Kalk, 15 kg fein zerteilter Schlacke (280 m²/kg), 4 kg Gips und 56 kg Flugaschen (mit einem Gehalt von etwa 1% alkalischen Verbindungen) zu. In 6 Tagen erhielt man bei einer Temperatur unter 0°C ein erhärtetes Material, auf dem ein Mensch gehen konnte. Der Gehalt des behandelten Abfalls an Kohlenwasser stoffen nach dem Auslaugungsversuch war 0,1 ppm für einen 5 Tage vorher behandelten Abfall. Dieser Gehalt betrug nur noch 0,03 ppm für einen 6 Wochen vorher behandelten Abfall.

Beispiel 9

Der Abfall hatte einen starken Wassergehalt und eine geringe Viskosität, stammte von einer Antibiotikafabrikation und enthielt hauptsächlich Zersetzungsprodukte von stärkemehl artigen Stoffen.

150 g Schlamm setzte man 40 g Schlacke, 10 g Gips und 140 g Flugaschen zu, die 1% alkalische Verbindungen enthielten. Die Analyse ergab einen COD-Wert von etwa 110 ppm für ein behandeltes Material nach 5 Tagen.

Tabelle 1

Tabelle 2

Tabelle 3

Tabelle 4

Claims

1. Verfahren zur Behandlung von Abfällen im flüssigen oder Schlammzustand zwecks Verfestigung zu die verunreinigenden Bestandteile fixierenden und gegenüber äußeren Stoffen wie Wasser stabilen Materialien, bei dem man 100 Gew.-Teilen der Abfälle, soweit in diesen noch nicht vorhanden,

a) 5-35 Gew.-Teile matallurgischer Schlacke,
b) 0,2 bis 30 Gew.-Teile einer Mischung von Sulfationen und wenigstens geringe Mengen von Alkalimetallionen enthaltenden Stoffen zur Aktivierung der Schlacken hydratation,
c) 0-2 Gew.-Teile Emulgiermittel,
d) 0-150 Gew.-Teile Puzzolanerde, Flugasche oder Zunder und
e) 0,02-15 Gew.-Teile alkalischer Stoffe zur Einstellung eines pH-Wertes von über 8,5

zusetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den pH-Wert durch Zusatz von Alkali- oder Erd alkalimetallhydroxiden oder solche Hydroxide durch Hydratation liefernden Verbindungen einstellt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ein Alkali- oder Erdalkalihydroxid liefernden Ver bindungen aus der Gruppe von Natrium- oder Kalzium karbonat, Natriumsilikat, Natriumaluminat und diese ent haltenden Materialien, wie z. B. Zementklinkern oder Portlandzement, gewählt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Alkalimetallionen enthaltende Stoffe zur Aktivierung der Schlackenhydratation Alkalimetallchloride, -nitrate oder -nitrite eingesetzt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Gemisch einen hydrophoben Stoff zusetzt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Schlacke mit 30 bis 50% CaO, 25 bis 40% SiO₂, 8 bis 20% Al₂O₃, 5 bis 15% FeO und 2 bis 8% MgO als wesentliche Bestandteile zusetzt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man 0,2 bis 8 Teile der Aktivierungsstoffe und 5 bis 30 Teile von Puzzolanerden, Flugaschen oder Zunder zusetzt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die Behandlung diskontinuierlich oder kontinuierlich in festen oder beweglichen Einheiten durchführt, nachdem die Abfälle vor der Behandlung mit den Reagenzien homogen gemacht sind.

9. Verwendung der nach einem der Ansprüche 1 bis 8 behandelten Abfälle als Aufschüttungen, absorbierende Materialien, Düngemittel oder Bodenverbesserungsmittel.