DE4114616A1 - Insulated layer for landfills - comprising naturally occurring silt-calcareous magnesium marl and calcareous industrial waste products - Google Patents

Insulated layer for landfills - comprising naturally occurring silt-calcareous magnesium marl and calcareous industrial waste products

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Abstract

An insulating layer (I) comprises a naturally-occuring silt-calcareous Mg-marl (II), one or more calcareous industrial waste prods. and chemically- and physically-effective components contg.: 23.6-45.9 (wt.%) CaO; 2.4-15.1 MgO; 1.2-5.3 Al2O3; 0.4-2.52 K2O; 0.04-0.44 Na2O; 0.3-2.7 SO3; 6.4-16.5 SiO2; 0.3-3.3 Fe2O3; and 8.0-15.0 bound H2O. (I) has a grain size of not more than 20 mm. (II) contains 40-60 (wt.%) CaCO3, 18-31 MgCO3, 1-6 Al2O3, and 15-20 chemically inert materials, all of which are found as Pb-, Cd-, and Ni-cpds. in natural soils. (II) is generally processed with waste prods. from lime and cement mfr., which contain 55-90% wt. pts. CaCO3, by fine crushing in a multi-stage process. During the process, Ca ions are incorporated into the lattice of the Mg-marl to form a finely ground insulating material. USE/ADVANTAGE - (I) is used for landfills, esp. artificially-formed landfills used for storing household and industrial waste, in which e.g. clay materials are used to seal mineral packing materials. (I) acts as an adsorbent for pollutants from seepage water of landfills. It can be applied in all weather conditions and in the open.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dämmschicht für Deponien, insbesondere für künstlich angelegte Deponien für die Lagerung von Haushalts- und Industriemüll. Die Dämmschicht wird dabei sowohl als untere Dichtungsschicht sowie auch als Abdeckschicht genutzt und weist eine gute Verarbeitungsfähigkeit auf.The invention relates to an insulating layer for landfills, in particular for man-made landfills for the Storage of household and industrial waste. The insulating layer is doing both as the lower sealing layer as well as used as a cover layer and has a good Processing capability.

Bekannt sind eine Vielzahl von Verfahren und Materialien zur Endlagerung von Abfallprodukten, wobei die oberirdische Deponie für den anfallenden Haushaltsmüll den Vorrang hat. So wird zum Zurückhalten von Schadstoffen aus Deponie-Sickerwässer, die auch beim Haushaltsmüll auftreten, die Endlagerung des Abfalls zwischen verschiedenartigen Dichtungsschichten vorgeschlagen (DE-OS 3 71 884). Dabei wird eine Dichtungsschicht, bestehend aus mineralischen Dichtungsmaterialien, z. B. Tonmineralien, eine Adsorptionsschicht zugeordnet, die Beimengungen enthält, die in der Lage sind, die im Sickerwasser enthaltenen Schadstoffe durch physikalische und/oder chemische Adsorption zu binden. In der Erkenntnis, daß Deponie-Sickerwässer nicht vollständig, sondern nur die darin enthaltenen Schichtstoffe zurückgehalten werden müssen, werden durch einen gelenkten Sickerprozeß die im Wasser enthaltenen Schadstoffe zurückgehalten. Bedingt durch die Dicke und durch die Zusammensetzung der Adsorptionsschichten können grundsätzlich alle Arten von Schadstoffen zurückgehalten werden. Die hierzu beschriebene technische Lösung weist jedoch auf Grund der verschiedenartigen Schichten eine komplizierte und kostenaufwendige innere Struktur auf. Für Deponien, die für die Lagerung von Haushaltsmüll sowie unbedenkliche Industrieabfälle vorgesehen sind, sind Dämmschichten mit einer einheitlichen Materialzusammensetzung technisch einfacher aufzutragen, weiterhin sind sie in der Anwendung kostengünstiger. A variety of methods and materials are known for the disposal of waste products, the above-ground Landfill for household waste Has priority. This will help to retain pollutants from landfill leachate, which is also household waste occur, the final disposal of the waste between diverse Sealing layers proposed (DE-OS 3 71 884). This is a sealing layer consisting of mineral Sealing materials, e.g. As clay minerals, an adsorption layer associated with admixtures containing are able to pollutants contained in the leachate by physical and / or chemical adsorption to bind. In the knowledge that landfill leachate not completely, but only the laminates contained therein be withheld by one directed seeping process the pollutants contained in the water retained. Due to the thickness and the composition The adsorption layers can in principle all types of pollutants are withheld. The purpose However, described technical solution has reason of the various layers a complex and costly inner structure on. For landfills for the storage of household waste and harmless industrial waste are provided, are insulating layers with a uniform Material composition is technically easier to apply Furthermore, they are cheaper to use.  

Beschrieben wird weiterhin ein Verfahren zur Endlagerung von eingebundenen Abfallstoffen, wobei Materialien an sich bekannter Art auf der Basis von Kalk-, Quarz- und Kieselsäurekomponenten, mit oder ohne Hinzufügung von Zementen und/oder Gasbildnern, zum Einbinden der Abfallstoffe verwendet werden (DE-OS 38 38 676). Die Materialkomponente wird dabei in einem nicht ausreagierten Vorzustand als Suspensionsmischung in flüssiger, breiiger oder gelartiger Form in die Hohlräume der Endlagerstätte eingefüllt und durch Einbringen von Wärme ausgehärtet. Das Verfahren selbst ist technisch aufwendig und ist deshalb für die Endlagerung von Abfallstoffen, die nur bedingt oberirdisch deponiert sind, z. B. asbesthaltige Abfälle, vorgesehen.Described is still a method for disposal of incorporated waste materials, materials being themselves known type based on lime, quartz and silica components, with or without the addition of cements and / or gas formers, for incorporating the waste materials can be used (DE-OS 38 38 676). The material component is doing in an unreacted pre-state as Suspension mixture in liquid, pulpy or gelatinous Form filled in the cavities of the final deposit and hardened by introducing heat. The procedure itself is technically complex and is therefore for final disposal of waste materials that are only deposited above ground are, for. Asbestos-containing waste, provided.

Aufgabe der Erfindung ist die Verwendung einer Dämmschicht, die aufgrund ihrer Zusammensetzung eine physikalische und chemische Adsorption der Schadstoffe aus dem Sickerwasser von Deponien bewirkt. Die Dämmschicht besteht dabei aus natürlich vorkommenden Mineralien, die mit industriellen Kalkabprodukten vermischt werden. Sie läßt sich, bedingt durch die innere Struktur, vor der Aufbringung im Freien unter allen Witterungsbedingungen lagern und weist beim Verbringen eine gute Schüttfähigkeit auf.The object of the invention is the use of an insulating layer, due to their composition a physical and chemical adsorption of pollutants from the leachate caused by landfills. The insulating layer consists of naturally occurring minerals associated with industrial Kalkabprodukten be mixed. She lets herself, conditionally through the internal structure, before application outdoors Store in all weather conditions and show at Spend a good bulkhead.

Es wurde gefunden, daß sich bekannte Mischungen aus einem erdigen schluffig-kalkigen Magnesiummergel (mittleren Muschelkalk) und aus 5-15%igen kalkhaltigen Anfallstoffen aus der Kalk- und Zementherstellung mit guter physikalischer und chemischer Adsorptionswirkung als Dämmschicht für Deponien verwendet werden können.It has been found that known mixtures of a earthy silty-calcareous magnesium marl (middle Muschelkalk) and from 5-15% calcareous waste materials from lime and cement production with good physical and chemical adsorption effect as an insulating layer can be used for landfills.

Der schluffig-kalkhaltige Magnesiummergel weist dabei in der Trockensubstanz die chemisch wirksamen BestandteileThe schluffig-calcareous magnesium marl points in the dry substance the chemically active ingredients

CaCO₃CaCO₃ 40-60% Masseanteile40-60% mass fractions MgCO₃MgCO₃ 18-31% Masseanteile18-31% mass shares Al₂O₃Al₂O₃ 1- 6% Masseanteile1-6% mass fractions sowiesuch as 15-20% Masseanteile chemisch inerter Materialien15-20% by weight of chemically inert materials

auf, die als Blei-, Cadmium- und Nickelverbindungen in dem Bereich natürlicher Böden liegen. on, as lead, cadmium and nickel compounds lie in the area of natural soil.  

Der schluffig-kalkhaltige Magnesiummergel wird gemeinsam mit anfallprodukten der Kalk- und/oder Zementherstellung, die als chemisch wirksame Bestandteile 55-90% Masseanteile CaCO₃ enthalten, im Mischungsverhältnis 1 : 10 bis zu einer Korngröße vin=20 mm mittels mehrstufiger Feinwalzung verarbeitet. Bei der Verarbeitung werden die in der feuchten Mischung vorhandenen Kalziumionen in die Gitter des Magnesiummergels eingebaut. Es entsteht ein gekörntes streufähiges Dämmaterial, das freilager und schüttfähig ist.The schluffig-calcareous magnesium marl becomes common with products of lime and / or cement production, as chemically active ingredients 55-90% Mass proportions contain CaCO₃, in the mixing ratio 1: 10 up to a grain size vin = 20 mm by means of multi-stage Fine rolling processed. During processing, the in the wet mixture existing calcium ions in the Grid of magnesium gel installed. It arises Grained spreadable insulating material, free-standing and is pourable.

Das Dämmaterial weist nach der Verarbeitung vorteilhafterweise die für eine Adsorption wirksame BestandteileThe insulating material has after processing advantageously the active ingredients for adsorption

CaOCaO 23,6 -45,9 % Masseanteile23.6 -45.9% by weight MgOMgO 2,4 -15,1 % Masseanteile2.4 -15.1% mass fractions Al₂O₃Al₂O₃ 1,2 - 5,3 % Masseanteile1.2 - 5.3% by weight K₂OK₂O 0,4 - 2,52% Masseanteile0.4-2.52% by weight Na₂ONa₂O 0,04- 0,44% Masseanteile0.04-0.44% by weight SO₃SO₃ 0,3 - 2,7 % Masseanteile0.3-2.7% by weight SiO₂SiO₂ 6,4 -16,5 % Masseanteile6.4-16.5% by weight Fe₂O₃Fe₂O₃ 0,3 - 3,3 % Masseanteile0.3-3.3% by weight sowiesuch as 8,0 -15,0 % Masseanteile gebundenes Wasser8.0 -15.0% by weight bound water

auf.on.

Wie in der Literatur beschrieben, wird an der Grenze zwischen dem Deponiesickerwasser und der Oberfläche der Dämmschicht ein Phasengrenzgebiet ausgebildet, das unter dem Einfluß der elektrostatischen Kräfte der Moleküle der Lösung und des festen Körpers steht. Je nach Art und Eigenschaften der festen Körper findet eine Anreicherung von Inhaltsstoffen der flüssigen Phase an der Oberfläche des festen Körpers statt, die als Adsorption bezeichnet wird. Dabei unterscheidet man nach Art der Bindung der gelösten Teilchen an die Moleküle des Festkörpers zwischen der chemischen und physikalischen Festlegung der in der Lösung dissoziierten Ionen durch polare Bindungen mit den Ionen des festen Körpers. As described in the literature, will be at the limit between the landfill leachate and the surface of the Insulating layer formed a phase boundary area under the influence of the electrostatic forces of the molecules of the Solution and solid body stands. Depending on the type and characteristics the solid body finds an accumulation of Ingredients of the liquid phase at the surface of the solid body, which is called adsorption. One differentiates according to the type of binding of the dissolved ones Particles to the molecules of the solid between the chemical and physical fixing of the solution dissociated ions through polar bonds with the ions of the solid body.  

Bei der physikalischen Adsorption dagegen werden Ionen oder Moleküle der Lösung durch Van-der-Waals'sche Kräfte an den festen Körper gebunden.On the other hand, physical adsorption becomes ions or molecules of solution by van der Waals forces tied to the solid body.

Es hat sich gezeigt, daß durch den Einsatz von Dämmschichten mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung bei einer vertretbaren Schichtdicke alle im Sickerwasser enthaltenen Schadstoffe zurückgehalten werden können. Die Dämmschicht wird in jedem Falle auf das untere Erdreich der Deponie aufgetragen. Die Schichtdicke ist abhängig von der Menge und der Zusammensetzung der Abfallstoffe. Nach den gegenwärtigen Erkenntnissen ist eine Schichtdicke von ca. 0,40-1,00 Meter ausreichend für die untere Dämmschicht, bei dem Aufbringen einer oberen Dämmschicht reicht eine Schichtdicke=0,5 Meter aus. Die geometrische Gestaltung der Deponie hat auf die Dämmschicht keinen wesentlichen Einfluß. Bei Deponien mit einem großen Böschungswinkel kann die Dämmschicht je nach dem Füllungsstand der Deponie an den Böschungen ständig nachgetragen werden.It has been shown that through the use of insulating layers with the composition according to the invention a reasonable layer thickness all contained in the leachate Pollutants can be retained. The Insulation layer is in any case on the lower soil applied to the landfill. The layer thickness is dependent on the amount and composition of waste materials. According to current knowledge is a layer thickness from about 0.40 to 1.00 meters sufficient for the lower Insulating layer, in the application of an upper insulating layer a layer thickness = 0.5 meters is sufficient. The geometric The design of the landfill has no material effect on the insulating layer Influence. For landfills with a large slope angle can the insulating layer depending on the filling level of the Landfill at the embankments are constantly nachgetragen.

Claims (1)

Dämmschicht für Deponien, insbesondere für künstlich angelegte Deponien für die Lagerung von Haushalts- und Industriemüll, wobei zur Dichtung mineralischer Dichtungsmaterialien, z. B. Tonmineralien eingesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämmschicht aus einem natürlich vorkommenden schluffig- kalkigen Magnesiummergel und einem oder mehreren kalkhaltigen industriellen Anfallprodukten besteht und als chemisch und physikalisch wirksame Bestandteile CaO 23,6 -45,9 % Masseanteile MgO 2,4 -15,1 % Masseanteile Al₂O₃ 1,2 - 5,3 % Masseanteile K₂O 0,4 - 2,52% Masseanteile Na₂O 0,04- 0,44% Masseanteile SO₃ 0,3 - 2,7 % Masseanteile SiO₂ 6,4 -16,5 % Masseanteile Fe₂O₃ 0,3 - 3,3 % Masseanteile sowie 8,0 -15,0 % Masseanteile gebundenes Wasser
und eine Körnung ≦ 20 mm aufweist.
Insulating layer for landfills, in particular for artificially created landfills for the storage of household and industrial waste, wherein for sealing mineral sealing materials, eg. As clay minerals are used, characterized in that the insulating layer consists of a naturally occurring schluffig- calcareous magnesium marl and one or more calcareous industrial seizure products and as chemically and physically active ingredients CaO 23.6 -45.9% by weight MgO 2.4 -15.1% mass fractions Al₂O₃ 1.2 - 5.3% by weight K₂O 0.4-2.52% by weight Na₂O 0.04-0.44% by weight SO₃ 0.3-2.7% by weight SiO₂ 6.4-16.5% by weight Fe₂O₃ 0.3-3.3% by weight such as 8.0 -15.0% by weight bound water
and has a grain size ≦ 20 mm.
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