DE3345590C2

DE3345590C2 - Verwendung des bei der See- oder Flußwasseraufbereitung mit gebranntem und gelöschtem Kalk anfallenden Abfallschlammes und Verfahren zu dessen Aufarbeitung

Info

Publication number: DE3345590C2
Application number: DE3345590A
Authority: DE
Inventors: Klaus Heinrich 7927 Sontheim Hebel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-12-16
Filing date: 1983-12-16
Publication date: 1986-02-13
Also published as: DE3345590A1; FR2556710B1; FR2556710A1

Abstract

Verwendung des bei der See- oder Flußwasseraufbereitung mit gebranntem und gelöschtem Kalk anfallenden Abfallschlammes nach dessen Entwässerung und Trocknung in Staub- oder Mehlform als Füller zur Herstellung von Asphaltbelägen, insbesondere von Asphaltmastixbelägen, Mikroasphalten oder Gußasphalten und Verfahren zu dessen Aufbereitung.

Description

Meerwasserschlamm verwendet, sondern vorbehandelter Schlamm bzw. Schlamm mit einer Zusammensetzung aus Fällmitteln, Eisen und geringen Anteilen natürlicher Wasserschwebstoffe organischer und anorganischer Art Bei der GB-PS soll chemisch reaktiver Kunsta.^cphalt mit unbegrenzter Haltbarkeit aus bitumenhaltigen Substanzen und den chemisch aktiven kolloidalen Substanzen des Meerwasserschlamms hergestellt werden. Die vorliegende Erfindung bezieht sich jedoch nicht auf biiumenhaltige Substanzen, sondern auf die Herstellung von Asphalt aus Aufbereitungsschlamm und der darin enthaltenen Fällungsmittel, wie gebranntem oder gelöschtem Kalk, der keinerlei bitumenhaltige Substanz darstellt Weiterhin stellt dieser Schlamm keine chemisch aktive kolloidale Substanz dar, sondern im gelösten Zustand lediglich eine Suspension.

Neben dieser überraschenden Verwendungsmöglichkeit des Abfallschlamms zur Herstellung von Asphaltbelägen haben nun Materialuntersuchungen an derartigen Asphaltbelägen bzw. des erfindungsgemäß aufgearbeiteten Abfallschlamms zu einem vollkommen unerwarteten Ergebnis geführt

Mit dem erfindungsgemäßen Füller hergestellte Asphaltbeläge sind sehr zäh und hart, weshalb sie sehr belastbar sind. Insbesondere sind derartige Asphaltbeläge als Deck-, Binder- und Tragschichten geeignet und werden deshalb bevorzugt für verkehrsmäßig stark belastete Kriechspuren, für Stauräume vor Signalanlagen, Kreuzungen u. dgL und für Steilstrecken verwendet, weil sie eine hohe Griffigkeit ergeben. Derartige Asphaltbeläge konnten bisher nur mit höheren Kosten hergestellt werden. So mußte man hierzu teuere Zusatzmittel, z. B. Naturasphalt und/oder Spezialbitumen, organische und mineralische Faserstoffe, Kieselgur und Polymere in Pulver- oder Granulatform zumischen. Durch die erfindungsgemäße Verwendung des Abfallschlamms als Füller kann man nun in unerwarteter Weise auf derartige Zusatzmittel zur Erhöhung der Zähigkeit und Verschleißfestigkeit von Asphaltbelägen verzichten. Die Untersuchungen des Füllers haben nämlich ergeben, daß dieser eine außerordentlich hohe versteifende Wirkung besitzt Unter dem Mikroskop waren insbesondere die amorphen Strukturen auffallend, insbesondere watteartige Ansammlungen um die einzelnen Körner. Eine Siebanalyse des entwässerten und getrockneten Abfallschlamms hat ergeben, daß dessen Korngröße kleiner als 0,71 mm ist, wobei über 85% kleiner als 0,09 mm ist.

Aufgrund seiner Eigenschaften ist der erfindungsgemäße Füller somit insbesondere für dünne, harte Asphaltdecken, z. B. auf Beton geeignet Auch läßt er sich hervorragend zum Ausbessern von Fahrbahndekken verwenden, wobei nur sehr dünne Beläge, z. B. vcn 1,5 cm Dicke, aufgebracht werden. Durch mit dem eifindungsgemäßen Füller hergestellte Asphaltbeläge kann man sich im Bedarfsfalle sogar Abfräsungen von beschädigten Fahrbahndecken sparen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn man nur Spurrillen ausbessern müßte. Mit dem erfindungsgemäßen Asphaltbelag ist es lediglich erforderlich diese Spurrillen zu überdecken und anschließend einen Dünnbezug über die gesarrue Fahrbahn zu ziehen.

Um den auf nur ca. 60—65% Trockengehalt entwässerten Abfallschlamm bei der Asphaltherstellung einsetzen zu können, muß dieser erfindungsgemäß auf über 95%, vorzugsweise 98%, Trockengehalt getrocknet werden. Dies kann auf beliebige Weise erfolgen. In einfacher Weise kann hierzu der Schlamm einer Heißlufttrocknung unterzogen werden, welche bei Temperaturen von über 150⁰C, insbesondere 180° C-190° C stattfinden kanu. Eine vor- oder nachge>chaltete mechanische Zerkleinerung der größeren Klumpen erhöht die Effektivität der Trocknung (z. B. Trocknung in einer Stabrohrmühle).

Da bei der Herstellung von Asphaltbeiägen bereits Drehrohröfen zur Behandlung und Temperaturerhöhung der Mineralgemische verwendet werden, läßt sich zur Trocknung des Schlamms in Staub- oder Mehlform in einfacher Weise auch ein derartiger Drehrohrofen verwenden. Ein Drehrohrofen hat dabei den Vorteil, daß während der Trocknung des Schlamms evtl. zusammengebackene SchiammkJumpen dabei zerkrümelt werden, was durch den Einsatz von Grobkörnung als Zerkleinerungshilfsmittel noch verbessert wird. So kann z. B. in den Drehrohrofen eine bestimmte Menge grobkörniges Mineralgemisch eingegeben werden, z. B. Kieselsteine, die dann während der Drehung die Klumpen zerkleinern können. Das am anderen Ende des Drehrohrofens ausgetragene grobkörnige Mineralgemisch kann dabei gleich zur Asphaltherstellung verwendet werden.

Je nach Anwendungsfal! kann der entwässerte und in Staub- oder Mehlform getrocknete Schlamm in einem beliebigen Mengenverhältnis mit gemahlenem Kalkstein gemischt werden. Eine derartige Mischung wird sich insbesondere dann anbieten, wenn man die hohe versteifende Wirkung des erfindungsgemäßen Füllers reduzieren möchte.

Die hohe versteifende Wirkung des aus dem Abfallschlamm gewonnenen Füllers dürfte mehrere Ursachen haben. So können neben dem Calziurncarbonat die ReEtbestandteils hierzu beitragen und/oder der watteartige Besatz an den Kornoberflächen. Zähe und verschleißfeste Asphaltbeläge können nämlich durch einen hohen Bestandteil an Splittkörnung erreicht werden, jedoch den zur Ausfüllung der höheren Hohlraumgehalte erforderlichen höheren Bitumenzugaben sind bei den herkömmlichen Verfahren Grenzen gesetzt Denn Bitumen ist nur bis zu einem gewissen Grade bindbar und ein Überschuß an freiem Bitumen muß vermieden werden. Der erfindungsgemäße Füller kann nun mehr Bitumen binden, womit die genannten Vorteile erreicht werden.

Nachfolgend ist anhand der Zeichnung prinzipmäßig ein Aufbereitungsverfahren des erfindungsgemäßen Abfallschlamms beschrieben.

Der angelieferte Abfaüschlamm wird in einem Aufnahmebehälter 1 gelagert, von wo aus er über Transportbänder zu einem Drehrohrofen 2 gefördert wird. Der Drehrohrofen ist von bekannter Bauart, weshalb er hier nicht näher beschrieben wird. Im allgemeinen besteht er aus einer auf Walzen 3 gelagerten Trommel, welche eine zum Ausgang hin gegen die Horizontale leicht geneigte Achse besitzt, damit der Durchgang des zu behandelnden Gutes gewährleistet wird. Im Normalfall werden in dem Drehrohrofen 2 die Mineralgemische bei Temperaturen von 180° —190° C getrocknet. Ein derartiger Drehrohrofen läßt sich nun auch zur Trocknung des Abfallschlamms verwenden. Im Gegenstrom wird über eine Leitung 4 Zuluft in den Drehrohrofen 2 eingegeben, wodurch der in Staub- oder Mehlform getrocknete Füller über eine Leitung 5 und eine Filtereinrichtung 6 in ein Silo 7 gefördert wird.

Hierzu dient eine Austragsschnecke 8 am Ausgang der Filtereinrichtung und ein Heißelevator 9. Aus der Filtereinrichtung wird über eine Leitung 10 Abluft aus-

geblasen.

Zur Herstellung von Asphaltbelägen wird aus einem weiteren Lagerbunker 11 ebenfalls über Transportbänder ein Mineralgemisch in den Drehrohrofen 2 eingebracht und entsprechend auf Temperaturen von 180° —19O⁰C erhitzt Über eine Transporteinrichtung 12 wird das Mineralgemisch nach oben transportiert und über mehrere Siebstufen 13 in einen Mischer 14 eingebracht In einem weiteren Silobehälter 15 befindet sich Bitumen, das dann ebenso wie der Füller aus dem Silo 7 in dem gewünschten Mischungsverhältnis in den Mischer 14 eingebracht wird Von dem Mischer 14 aus kann die fertige Asphaltmischung direkt auf Lastwagen 16 für einen Abtransport geschüttet werden. In einem weiteren Silo 17 befindet sich herkömmlich gemahlener Kalkstein, der an Stelle des erfindungsgemäßen Füllers oder zusammen mit diesem — je nach Anwendungsfall — in den Mischer 14 eingebracht werden kann.

Nachfolgend ist eine mögliche Rezeptur zur Herstellung von Splittmastixasphalt prinzipmäßig angegeben.

Splittmastixasphalt besteht aus einem Mineralstoffgemisch mit Ausfallkörnung, aus Bitumen als Bindemittel und aus homogenisierenden Zusätzen. Das Mischgut wird heiß eingebaut und verdichtet Ein hoher Splittgehalt ergibt ein in sich abgestütztes, skelettartiges Splittgerüst, dessen Hohlräume mit Asphaltmastix weitgehend ausgefüllt sind.

Mögliche Mischungsverhältnisse sind z. B.:

30

a) Füller 8—13 Gewichts-%

b) Grobkörniges Mineralgemisch (Splitt) 70—80 Gewichts-%

c) Bindemittel/Bitumen 6— 7,5 Gewichts-%

35

Evtl. werden noch in geringen Mengen Zusatzstoffe beigemischt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

40

45

SO

60

65

Claims

1 2 bonat entfernt wird. Hierzu verwendet man gebrannten Patentansprüche: Kalk, der in sogenannten Ansetzbehältern zu Calciumhydroxid umgewandelt wird und dann in dieser Form in

1. Verwendung des bei der See- oder Flußwasser- ein grcßes Klärbecken eingebracht wird, in welches das aufbereitung mit gebranntem und gelöschtem Kalk 5 zu reinigende Flußwasser eingeleitet wurde. In diesem anfallenden Abfallschlamms nach dessen Entwässe- Klärbecken erfolgt die chemische Umsetzung des Calcining und Trocknung in Staub- oder Mehlform als umhydrogencarbonats des Flußwassers mit dem Calci-Füller zur Herstellung von Asphaltbelägen, insbe- umhydroxid zu Calziumcarbonat

sondere von Asphaltmastixbelägen, Mikrophalten In dem aufzubereitenden Wasser befinden sich je-

oder Gußasphalten. 10 doch auch noch andere Mineralien, feinsandige Tone,

2. Verwendung des in Atomkraftwerken bei der Algen und andere organische Schwebstoffe, die auszu-See- oder Flußwasseraufbereitung für das Kühlwas- filtern sind. Hierzu verwendet man im allgemeinen Eiser von Kühltürmen, Kühlanlagen u. dgL anfallenden senchlorid, das ebenfalls in das Klärbecken eingebracht Abfallschlamms nach Anspruch 1. wird und aus dem dann Eisenhydroxid ausgefällt wird.

3. Verfahren zur Aufbereitung des bei der See- 15 Eisenhydroxid bildet nun große Flocken, an denen sich oder Flußwasseraufbereitung mit gebranntem und die genannten Teile ansetzen und damit zusammen mit gelöschtem Kalk anfallenden und entwässerten Ab- dem Calciumcarbonat absinken, während das gereinigte fallschlamms, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasser oben abgezogen werden kann. Der Rückstand, Schlamm in Staub- oder Mehlform getrocknet und bestehend aus Kalk, Eisenhydroxid und ausgefiiterten als Füller bei der Herstellung von Asphaltbelägen, 20 Verunreinigungen wird dann sedimentiert und im allgeinsbesondere von Asphaltmastixbelägen, Mikro- meinen in einer Kammerfilterpresse auf ca. 60—65% phalten oder Gußasphalten zugemischt wird. Trockensubstanz entwässert

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn- Eine durchgeführte Analyse dieser Trockensubstanz zeichnet, daß der Schlamm auf über 95% Trocken- ergab im allgemeinen einen Gehalt von 80—85% Calzigehalt getrocknet wird. 25 umcarbonat und ca. 7% Eisenhydroxid, während der

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch Rest die genannten Feinsande, Mineralien, Tone, Algen gekennzeichnet, daß der Schlamm einer Heißluft- u. a. organische Stoffe waren.

trocknung unterzogen wird. Der erdfeucht entwässerte Abfaüschbmm mußte mit

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekenn- einem entsprechenden Kostenaufwand abtransportiert zeichnet, daß die Trocknung bei Temperaturen von 30 und irgendwo abgelagert werden. Neben den hohen über 150° C stattfindet Kosten stellt dieser Schlamm damit auch ein Umwelt-

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4—6, da- problem dar.

durch gekennzeichnet, daß der entwässerte, erd- Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe

feuchte Schlamm in einem Drehrohrofen (2) ge- zugrunde, diesen Abfallschlamm der Wiederverwertung

trocknet wird. 35 zugänglich zu machen bzw. ein Verfahren zu dessen

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekenn- Wiederverwertung zu schaffen.

zeichnet, daß grobe oder zusammengebackene Teile Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch

in dem entwässerten Schlamm in dem Drehrohrofen die Verwendung des entwässerten und in Staub- oder

(2) zerkrümelt werden. Mehlform getrockneten erdfeuchten Rückstandes

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 —8, da- 40 (Schlamm) als Füller zur Herstellung von Asphaltbelädurch gekennzeichnet daß der entwässerte und in gen, insbesondere von Asphaltmastixbelägen, Mikro-Staub- oder Mehlform getrocknete Schlamm mit ge- phalten oder Gußasphalten.

mahlenem Naturkalkstein gemischt wird. Zur Herstellung von derartigen Asphaltbelägen ver-

10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekenn- wendete man bisher Mineralien, im allgemeinen Split, zeichnet daß in den Drehrohrofen (2) grobkörniges 45 gemahlenen Kalkstein und Bitumen, die in einem Misch-Mineralgemisch während der Trocknung des behälter bei Temperaturen über 100⁰C gemischt wur-Schlamms eingebracht wird. den. Der von Schotterwerken bezogene und fein gemahlene Kalkstein als Füller stellt dabei zusammen mit

dem Bitumen das Bindemittel (die Vermörtelung) für

50 den Splitt dar.

Erfindungsgemäß wird nun teilweise oder ganz dieser

Die Erfindung betrifft eine Verwendung des bei der Kalksteinfüller durch den entsprechend entwässerten, See- oder Flußwasseraufbereitung mit gebranntem und getrockneten und ggf. zerkleinerten Abfallschlamm ergelöschtem Kalk anfallenden Abfallschlamms nach des- setzt Zwar hat sich durch die Analyse gezeigt, daß in sen Entwässerung und ein Verfahren zu dessen Aufar- 55 diesem Abfallschlamm ein sehr hoher Gehalt an Kalzibeitung. umkarbonat vorhanden ist, aber trotz dieser Erkenntnis

Insbesondere bei der Kühlturmzusatzwasser-Aufbe- hatte man ihn für eine Wiederverwertung bzw. Wieder-

reitung in Atomkraftwerken fällt eine große Menge von aufbereitung als ungeeignet angesehen. Insbesondere

nichtverwertbarem Rückstand (Schlamm) an, der nach wegen der übrigen, z. T. nicht näher bestimmbaren Be-

einer Entwässerung auf ca. 60% Trockengehalt zu ent- βο standteile.

sprechenden Abfallhalden gefahren werden muß. Die- In der GB-PS 4 34 926 ist bereits ein Verfahren zur ser Schlamm entsteht dabei anläßlich der Entkalkung Gewinnung von organischen, bitumenhaltigen Substan- und Reinigung von See- oder Flußwasser, welches als zen aus Meerwasserschlamm bekannt. Bei diesem AufKühlwasser, ζ. B. für Kühltürme, Kühlanlagen u. dgl. im bereitungsverfahren möchte man sauerstoffarme SiIi-Sekundärkreislauf verwendet wird. Damit nämlich in 65 konbestandteile mit bituminösen Substanzen gewinnen, den Rohrleitungen keine Kalkablagerungen und/oder Diese Stoffe sollen eine höhere Wasserresistenz im Korrosionsschäden entstehen, ist es erforderlich, daß Asphalt erbringen,
das in dem Flußwasser enthaltene Calciumhydrogencar- Im vorliegenden Falle wird jedoch kein natürlicher