DE3411998C2

DE3411998C2 -

Info

Publication number: DE3411998C2
Application number: DE19843411998
Authority: DE
Inventors: Walter Dr. 3500 Kassel De Lindoerfer; Wilhelm Dr. 3513 Staufenberg De Jahn-Held
Original assignee: Wintershall AG
Current assignee: Wintershall AG
Priority date: 1984-03-31
Filing date: 1984-03-31
Publication date: 1989-10-05
Also published as: DE3411998A1

Description

Die schadlose Beseitigung von Abfallstoffen aus Industrie, Gewerbe und Haushaltungen ist in Anbetracht der ständig zunehmenden Weltbevölkerung ein Problem, für das außer den bereits vorhandenen noch weitere Lösungen gefunden werden müssen.

Die vorerwähnten Abfallstoffe fallen nicht nur bei Produktionsprozessen der Industrie, der Gewerbe bzw. in Haushaltungen an, sondern auch bei der Durchführung von Verfahren, die der Verminderung der Menge solcher Abfallstoffe, beispielsweise durch Verbrennen, dienen.

In der DE-PS 31 41 885 wird ein Verfahren zum Einlagern von ganz oder teilweise wiederverwendbaren flüssigen Abfallstoffen in untertägige, salzumschlossene Hohlräume bzw. Salzkavernen vorgeschlagen, nach dem diese Hohlräume bzw. Salzkavernen nur eine begrenzte Zeit als Zwischen lager verwendet und im offenen System betrieben werden. Danach werden die sauren Bestandteile der flüssigen Ab fallstoffe vor, während oder nach dem Einleiten neutra lisiert und die eingeleiteten flüssigen Abfallstoffe für eine Trennung der schweren von den spezifisch leichteren Bestandteilen ausreichenden Zeit sich selbst überlassen, worauf die spezifisch leichtere Phase bis zur Oberfläche der spezifisch schwereren Phase für eine Weiterverarbeitung abgepumpt wird. Die in der verblei benden spezifisch schwereren Phase gegebenenfalls gelösten Schwermetalle werden dann durch Zumischung von alkalisch reagierenden Verbindungen gefällt, und nach Absetzen des entstandenen Sediments wird die überstehende Salz lösung bis zur Obergrenze des Sediments abgepumpt. Bei diesem Verfahren, das in einer nach dem offenen System betriebenen Kaverne realisiert wird, stellt sich die Frage nach dem Konvergenzausgleich nicht, da es vermieden werden kann, das Speichervolumen voll auszu nutzen. Selbst bei voller Ausnutzung der Speicherkapa zität kann die Konvergenz dadurch ausgeglichen werden, daß eine der Volumenverminderung entsprechenden Menge der eingelagerten Lösung abgepumpt und entweder abge leitet oder in eine andere Kaverne umgelagert wird.

Es stellte sich daher die Aufgabe, feste Abfallstoffe in größeren Lagerungsmengen in Salzkaver nen zu deponieren, ohne daß notwendigerweise ein größerer Teil des Volumens der Salzkaverne mit Flüssig keit gefüllt ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Nach dem Verfahren der Erfindung können feste Abfall stoffe, die aus ihrer Entstehung heraus kleinteilig sind oder durch Vermahlen in kleinteilige Form überge führt worden sind, in Salzkavernen eingelagert werden. Derartige Abfallstoffe sind beispielsweise Rückstände der Verbrennung von fossilen Brennstoffen oder Müll, Abfallstoffe der Rauchgasreinigung und -entschwefelung, Flugstäube und -aschen, Metallstäube und -späne, Ab fallstoffe und Rückstände aus chemischen Verfahren sowie der Metall erzeugenden und verarbeitenden Ver fahren, Haushalts- und Krankenhausmüll und dgl. Als feste Abfallstoffe können für das erfindungsgemäße Verfahren auch klebrige bzw. verharzte Abfallprodukte aus den Produktionen organischer Substanzen, die auch Halogen enthalten können, eingesetzt werden. Die stark variierenden Zusammensetzungen solcher Abfallstoffe sind aus dem Stand der Technik bekannt.

Als Transportmittel für diese Abfallstoffe wird erfin dungsgemäß eine Steinsalzlösung eingesetzt, die aus der zu befüllenden Salzkaverne entnommen wird. Nach dem Aussolen einer Salzkaverne ist diese normalerweise noch mit gesättigter Steinsalzlösung gefüllt, um den Konvergenzdruck der die Salzkaverne umschließen den geologischen Formationen auszugleichen. Bei Beginn der Einlagerung wird ein entsprechendes Volumen dieser gesättigten Steinsalzlösung aus der Salzkaverne abgezo gen, um mit dem einzulagernden Abfallstoff zu einem pumpfähigen Gemisch vermischt zu werden.

Hierzu muß die Salzkaverne mit Rohrleitungen zum Befüllen und zur Entnahme unter Einfluß entsprechender Pumpeinrichtung versehen sein, wie sie aus der Aussol- bzw. Erdöltechnik bekannt sind. Die Rohrleitung zum Befüllen der Salzkaverne soll dabei vorteilhaft in dem unteren Teil der Salzkaverne, möglichst nahe dem Kavernenboden, enden und in ihrer Längsachse verschieblich sein. Dadurch besteht die Möglichkeit, das untere Ende dieser Befülleitung in dem Kavernen raum nach oben zu verlegen, wenn beim Befüllen vermie den werden soll, bereits in dem Kavernenraum abgesetztes Sediment durch den Befüllstrom aufzuwirbeln. In anderen Fällen kann es erwünscht sein, gerade diese Wirkung zu erreichen, dann wird das Ende der Befülleitung vorteilhaft bis in unmittelbare Nähe des Kavernenbodens abgesenkt.

Die festen, kleinteiligen Abfallstoffe werden erfin dungsgemäß mit Steinsalzlösung vermischt, die aus der Salzkaverne entnommen ist, in die die Einlagerung erfolgen soll. Die Mengen an festem, kleinteiligem Abfallstoff und Steinsalzlösung sind so aufeinander abzustimmen, daß das Gemisch dieser beiden Komponenten pumpfähig ist.

Unter Entnahme eines dem Volumen des festen, kleintei ligen Abfallstoffes entsprechenden Volumens an Steinsalz lösung aus der Salzkaverne wird das pumpfähige Gemisch aus festem, kleinteiligem Abfallstoff und Steinsalzlö sung in die Salzkaverne eingefüllt. Dieses Volumen an Steinsalzlösung muß unschädlich beseitigt werden. Wenn die Steinsalzlösung nicht durch Schadstoffe kontaminiert ist, kann sie ins Meer verbracht werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, diese Steinsalz lösung, insbesondere wenn sie Schadstoffe enthält, in tiefliegende geologische Formationen, die Flüssig keiten aufnehmen können, einzubringen.

Diese Arbeitsweise kann wiederholt werden, bis die Salzkaverne weitgehend mit festen, kleinteiligen Ab fallstoffen gefüllt ist. Nachdem die vorstehend erläuter te erste Einfüllung von festen, kleinteiligen Abfall stoffen in die Salzkaverne abgeschlossen ist, wird dem Inhalt der Salzkaverne eine Ruhezeit gewährt, um den festen, kleinteiligen Abfallstoffen Gelegenheit zu geben, sich zum Boden der Salzkaverne abzusetzen. Danach wird die zum Ausschlämmen weiterer Mengen an festen, kleinteiligen Abfallstoffen notwendige Menge an Steinsalzlösung aus der flüssigen Phase abgezogen, die sich in der Salzkaverne über dem abgesetzten Sedi ment abgeschieden hat. Werden beim Abziehen dieser gesättigten Steinsalzlösung von dieser Feststoffe noch mitgerissen, so kann es vorteilhaft sein, diese vor dem Vermischen mit den festen, kleinteiligen Ab fallstoffen von der gesättigten Steinsalzlösung abzu trennen. Es besteht aber auch die in anderen Fällen vorteilhafte Möglichkeit, die aus der Kaverne abgezogene Steinsalzlösung zusammen mit mitgerissenen Feststoffen mit den festen, kleinteiligen Abfallstoffen zu vermischen.

Wenn eine weitere Vergrößerung des Volumens der Stein salzkaverne während der Einlagerung der festen, klein teiligen Abfallstoffe bewirkt werden soll, kann dem Gemisch aus diesen Abfallstoffen und der aus der Salz kaverne abgezogenen Steinsalzlösung vorteilhaft Frisch wasser bzw. eine an Natriumchlorid ungesättigte wäßrige Lösung zugesetzt werden, so daß letztlich mindestens ein pumpfähiges Gemisch entsteht. Beim Einfüllen eines solchen Gemisches in die Salzkaverne muß aus dieser ein Volumen an gesättigter Steinsalzlösung abgezogen werden, das der Summe der Volumina von festen, klein teiligem Abfallstoff und dem zugesetzten Frischwasser bzw. der zugesetzten an Natriumchlorid ungesättigten wäßrigen Lösung entspricht.

Um die Sedimentierung der festen, kleinteiligen Abfall stoffe aus dem Gemisch mit Steinsalzlösung zu begünsti gen, wird dieses Gemisch vorteilhaft in Nähe des Bodens der Salzkaverne eingebracht und die zu entnehmende Steinsalzlösung oberhalb der Grenzschicht Sediment/Flüs sigkeit abgezogen.

Sollten die festen, kleinteiligen Abfallstoffe Anteile enthalten, die in Steinsalzlösung löslich sind und deren pH-Wert verändern, so ist es vorteilhaft, das Gemisch aus diesen festen Abfallstoffen und Steinsalz lösung vor oder bei der Einführung in die Salzkaverne zu neutralisieren. Dadurch werden mögliche, mit den in der Salzkaverne eingelagerten Abfallstoffen unter Bildung von gasförmigen Reaktionsprodukten ablaufende chemische Reaktionen verhindert, die unerwünscht sind.

Sofern die einzulagernden festen, kleinteiligen Abfall stoffe Schwermetallverbindungen enthalten, die in Steinsalzlösung löslich sind, ist es günstig, dem Gemisch aus festem, kleinteiligem Abfallstoff und Steinsalzlösung vor dessen Einführung in die Salzkaver ne Fällungsmittel zuzusetzen, die mit Schwermetallen un- oder schwerlösliche Verbindungen bilden. Auf diese Weise werden ebenfalls sonst mögliche chemische Reak tionen in dem Deponiegut unterbunden und auch die Schwermetalle als absetzbare Feststoffe in die Salz kaverne eingebracht. Als Fällungsmittel haben sich Alkalihydroxide und/oder -oxide und/oder -carbonate bewährt.

Werden mit festen, kleinteiligen Abfallstoffen merkbare Mengen an Wasser oder anderen Flüssigkeiten in deren Gemisch mit der Steinsalzlösung eingebracht, so muß eine entsprechende Menge der aus der Salzkaverne abgezogenen Steinsalzlösung aus dem Verfahren abge trennt und unschädlich beseitigt werden. Dies kann durch Einbringen dieser Steinsalzlösung in das Meer oder in tiefliegende geologische Formationen, die, wie beispielsweise Plattendolomit, Flüssigkeiten aufnehmen können, bewirkt werden.

In den Fällen, in denen mit den erfindungsgemäß in die Salzkaverne eingeführten, festen, kleinteiligen Abfallstoffen mit der Steinsalzlösung nicht mischbare und spezifisch leichtere Flüssigkeiten in die Salzka verne eingeführt werden, ist es vorteilhaft, den Kaverneninhalt für einige Zeit in Ruhe zu belassen, bis sich diese spezifisch leichteren Flüssigkeiten auf der Oberfläche der flüssigen Phase des Kavernen inhalts als Schicht gesammelt haben, die getrennt von der übrigen flüssigen Phase abgesaugt wird. Diese spezifisch leichteren Flüssigkeiten sind meist organi scher Natur und können entsprechend ihren Zusammen setzungen auf wertvolle Produkte aufgearbeitet werden. Diese Variante des Verfahrens der Erfindung kann aber nur in den Fällen angewendet werden, in denen bereits erhebliche Mengen solcher organischen Flüssig keiten in die Salzkaverne eingeführt worden sind.

Liegen die mit der Steinsalzlösung nicht mischbaren, vorzugsweise organischen, Flüssigkeiten nur in geringe ren Mengen in dem Inhalt der Salzkaverne vor, so kann es vorteilhaft sein, diese nach dem Sedimentieren der festen, kleinteiligen Abfallstoffe im Gemisch mit Steinsalzlösung aus der Salzkaverne abzuziehen und die Phasentrennung dieses Gemisches übertage abzuwarten und dann die mit der Steinsalzlösung nicht mischbaren Flüssigkeiten davon abzutrennen.

Die Deponierung der festen, kleinteiligen Abfallstoffe kann auch im Verbund in mehreren Salzkavernen erfol gen, wobei aus einer ersten Salzkaverne die Steinsalz lösung abgepumpt und mit den festen, kleinteiligen Abfallstoffen zu einem pumpfähigen Gemisch vermischt wird, das in die zweite Salzkaverne bis zu einer bestimmten Füllhöhe, vorzugsweise zwischen ¹/₂ bis ²/₃ des Deponieraums, fortlaufend eingeführt wird. Danach wird die Deponierung in dieser Salzkaverne eingestellt und eine Ruhezeit bis zur Sedimentation der Feststoffe auf das Sedimentationsvolumen eingehal ten. Danach wird die überstehende Steinsalzlösung aus dieser zweiten Salzkaverne abgesaugt und zur Speicherung in die erste Salzkaverne eingeführt. Während der Ruhezeit für die zweite Salzkaverne wird die Einführung des pumpfähigen Gemisches auf eine dritte Salzkaverne umgestellt, diese in gleicher Weise gefüllt, die Ruhezeit zur Sedimentation der Feststoffe eingestellt und danach in gleicher Weise das Abpumpen der überstehenden Steinsalzlösung und das Umschalten auf die zweite Salzkaverne zur fortlau fenden Einführung des pumpfähigen Gemisches durchgeführt. Auf diese Weise kann eine kontinuierliche Deponierung der festen, kleinteiligen Feststoffe nach dem Verfahren der Erfindung im Verbund dieser drei Salzkavernen er folgen.

Es kann auch vorteilhaft sein, daß die Deponierung der festen Stoffe nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in mehreren Salzkavernen erfolgt, wobei in jede Salz kaverne ein Abfallstoff gleicher Art und Zusammensetzung und gegebenenfalls in eine andere Salzkaverne ein Mischprodukt aus verschiedenen Abfallstoffen oder solche nacheinander eingeführt werden. Diese Art der Deponierung der festen, kleinteiligen Abfallstoffe kann für eine in der Zukunft durchaus mögliche Wieder verwertung dieser Abfallstoffe sehr von Vorteil sein, wenn die industrielle Forschung die dazu notwendigen Verfahren entwickelt hat.

Zur Bereitung des pumpfähigen Gemisches aus den festen, kleinteiligen Abfallstoffen und der Steinsalz lösung kann es vorteilhaft sein, letztere unter Druck in den mit den festen, kleinteiligen Abfall stoffen gefüllten Behälter einzupressen und das pumpfähige Gemisch am unteren Ende dieses Behälters abzuziehen, um es direkt in die Salzkaverne einzufül len. Auf diese Weise können besonders günstig die Transportbehälter geleert werden, mit denen die festen, kleinteiligen Abfallstoffe dem Übertagebetrieb der Steinsalzkaverne zugeführt werden. Diese Arbeits weise erspart den Lagerraum für eine Zwischenlagerung dieser festen, kleinteiligen Abfallstoffe.

Für das Verfahren der Erfindung wird die aus der Salzkaverne abgezogene Steinsalzlösung praktisch als Traglauge für die festen, kleinteiligen Abfall stoffe eingesetzt, mit der diese in Form eines pump fähigen Gemisches problemlos in die Salzkaverne eingefüllt werden können.Es erübrigt sich auf diese Weise eine vorherige Trocknung der festen, kleinteiligen Abfallstoffe und es bietet sich auch die Möglichkeit, klebrige Abfallstoffe erfindungsgemäß zu verarbeiten, die beim Einrieseln in die Kaverne mit Sicherheit die Fülleitung zusetzen würden.

Claims

1. Verfahren zum Ein- oder Endlagern von festen, kleinteiligen Abfall stoffen in Salzkavernen, die mit Rohrleitungen zum Befüllen und zur Entnahme ausgerüstet sind, wobei diese Abfallstoffe zunächst mit Flüssigkeit zu einem pumpfähigen Gemisch vermischt werden, das in die Salzkaverne eingeführt wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensstufen:

1. Vermischen einer Menge fester, feinteiliger Abfallstoffe mit aus der Salzkaverne entnommener Steinsalzlösung als Traglauge zu einem pumpfähigen Gemisch und Einführen des Gemisches in die Salzkaverne,
2. Einschalten einer Ruhezeit zum Absetzen der festen Abfallstoffe am Boden der Salzkaverne,
3. Abziehen der zum Aufschlämmen einer weiteren Menge fester, feinteiliger Abfallstoffe notwendigen Mengen an Traglauge aus der Steinsalzlösung über dem abgesetzten Sediment,
4. Vermischen einer weiteren Menge an festen, feinteiligen Abfallstoffen mit der aus der Salzkaverne abgezogenen Steinsalzlösung und Einführen des Gemisches in die Salzkaverne,
5. Wiederholung der Stufen 2 bis 4, bis die Salzkaverne weitgehend mit festen Abfallstoffen gefüllt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch aus festen, kleinteiligen Abfallstoffen und Steinsalzlösung in eine Zone in Nähe des Bodens der Salzkaverne eingebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Fällen, in denen Anteile der festen Abfallstoffe in der Steinsalz lösung löslich sind und deren pH-Wert verändern, das Gemisch aus festen Abfallstoffen und Steinsalzlösung vor der bei der Einführung in die Salzkaverne neutralisiert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Fällen, in denen die festen Abfallstoffe Schwermetallver bindungen enthalten, die in der Steinsalzlösung löslich sind, dem Gemisch aus festen Abfallstoffen und Steinsalzlösung vor dessen Einführung in die Salzkaverne Fällungsmittel zugesetzt werden, die mit Schwermetallen un- oder schwerlösliche Verbindungen bilden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Fällungs mittel Alkalihydroxide und/oder -oxide und/oder -carbonate eingesetzt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Deponierung der festen, kleinteiligen Abfallstoffe im Verbund in mehrere Salzkavernen erfolgt, wobei aus einer ersten Salzkaverne die Steinsalzlösung abgepumpt und mit den festen, kleinteiligen Abfallstoffen zu einem pumpfähigen Gemisch vermischt wird, das in die zweite Salzkaverne bis zu einer bestimmten Füllhöhe, vorzugsweise zwischen ¹/₂ bis ²/₃ des Deponieraumes, fortlaufend eingeführt wird, danach bis zur Sedimentation der Feststoffe auf das Sedimentations volumen eingehalten und danach die überstehende Steinsalzlösung abgesaugt und zur Speicherung in die erste Salzkaverne eingeführt wird, wobei während der Ruhezeit für die zweite Salzkaverne die Einführung des pumpfähigen Gemisches auf die dritte Salzkaverne umgestellt, diese in gleicher Weise wie die zweite Salzkaverne gefüllt, die Ruhezeit zur Sedimentation der Feststoffe eingestellt und danach das Abpumpen der überstehenden Steinsalzlösung in die erste Salzkaverne und das Umschalten des Einführens des Gemisches auf die zweite Salzkaverne zur fortlaufenden Einführung des pumpfähigen Gemisches erfolgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in die Salzkaverne nur Abfallstoffe gleicher Art und Zusammensetzung eingeführt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in die Salzkaverne ein Mischprodukt aus verschiedenen Abfallstoffen eingeführt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in die Salzkaverne in Art und Zusammensetzung verschiedene Abfallstoffe nacheinander eingeführt werden.