DE4143317C2

DE4143317C2 - Behälter zur Endlagerung von Abfall auf einer Abfalldeponie

Info

Publication number: DE4143317C2
Application number: DE19914143317
Authority: DE
Inventors: Michael Hildebrand
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-02-04
Filing date: 1991-02-04
Publication date: 1993-12-23
Anticipated expiration: 2011-02-05
Also published as: DE4143317A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Behälter zur Endlagerung von Abfall auf einer Abfalldeponie.

Abfall- und Reststoffe können bezüglich ihrer Deponierfähigkeit grundsätzlich in zwei Fraktionen aufgeteilt werden. Bei der er sten Abfallfraktion handelt es sich aus für sich gesehen stand festen Bestandteilen, die sich dadurch auszeichnen, daß sie un ter Bildung eines Schüttkegels aufhäufbar sind. Die zweite Ab fallfraktion besteht aus nicht standfesten Bestandteilen, bei spielsweise staubförmigen, schlammigen bzw. pasteusen Bestandtei len. Zu der ersten Fraktion gehören z. B. Bauaushub, Bauschutt, Schlacken, Altsande, Rückstände aus Rückstands- bzw. Müllver brennungsanlagen etc. Zu der nicht standfesten zweiten Abfall fraktion gehören beispielsweise Stäube, Filterkuchen aus der Auf bereitungsindustrie bzw. chemischen Industrie und Klärschlamm.

Die Abfall- und Reststoffe müssen in sog. geordneten Deponien endgelagert werden, also Langzeitlagerplätzen, die nach den Re geln der Baukunst für die Ablagerung von bestimmten Abfallarten eingerichtet werden. Bei der Anlage von Deponien sind strenge Vorschriften einzuhalten, die in der technischen Anleitung Ab fall (TA-Abfall) festgelegt sind. Hierzu gehört es u. a., daß die Deponie einerseits gegenüber dem Untergrund abgedichtet sein muß. Des weiteren müssen nach der seit kurzem in Kraft getrete nen TA-Abfall die Schütt- und Einbauflächen einer neu angelegten Deponie auch überdacht werden. Hierdurch soll das Ausschwemmen von giftigen Stoffen und die dadurch bedingte Kontamination des Untergrundes bzw. des Grundwassers verhindert werden. Schließ lich ist über Analysen die Zusammensetzung und die Eigenschaft des Abfalls festzustellen und darüber hinaus muß die räumliche Anordnung des so analysierten Abfalls innerhalb der Deponie katasterartig erfaßt werden.

Zur Anlage derartiger Deponien von Abfall- bzw. Reststoffen ist es bereits bekannt, die nicht standfeste Abfallfraktion durch Zusetzen von Zuschlagstoffen zu verfestigen und damit deponier fähig zu machen. Neu einzurichtende Deponiefelder werden gem. dem Stand der Technik in der Weise gestaltet, daß Dichtungsbah nen auf eine mineralische Dichtung, die beispielsweise aus Ton besteht, aufgelegt und miteinander dicht verschweißt werden. Auf diese abgedichtete Grundfläche werden Abfälle der ersten Abfall fraktion und Abfälle der zweiten verfestigten Abfallfraktion auf geschichtet. Die gesamte Deponiefläche muß zur Vermeidung zu sätzlicher Sickerwässer während ihrer Aufschüttphase überdacht werden. Dabei ergeben sich bezüglich der Konstruktion der Über dachung statische Probleme, da diese Überdachung entsprechend der Einbaufläche der Deponie mehrere Hektar groß sein muß. Durch die zusätzlich geforderte Konstruktion derart aufwendiger Über dachungen werden die Deponiekosten beträchtlich verteuert. Ande rerseits ist es bei diesem vorbekannten Verfahren nachteilig, daß zur Verfestigung der nicht standfesten Bestandteile des Ab falls, also der zweiten Abfallfraktion, prozentual ein verhält nismäßig großer Anteil von Zuschlagstoffen beigemengt werden muß, wodurch das zur Aufnahme der Abfallstoffe zur Verfügung stehende Deponievolumen entsprechend verkleinert wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Behälter zur Deponie rung von Abfällen an die Hand zu geben, bei denen der Anteil an den zuzusetzenden Zuschlagstoffen minimiert wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Durch die Bildung der Behälter und Auffüllung derselben mittels der nicht standfesten zweiten Abfallfraktion wird ein vollständig neues Abfalldeponiekonzept geschaffen, dem zunächst einmal die Erkenntnis zugrundeliegt, daß bei der Herstellung von transportfähigen und stapelbaren Behältern aus der ersten Abfallfraktion nur geringere Mengen von Zuschlagstoffen benötigt werden. Dadurch wird pro Volumeneinheit ein maximaler Volumenanteil für den zu deponierenden Abfall geschaffen. In den im Behälter gebildeten Hohlraum kann dann die aus nicht standfesten Bestandteilen bestehende zweite Abfall fraktion abgefüllt werden. Zusammen können die so gebildeten gefüllten Behälter in sehr kompakter Form endgelagert werden.

Entsprechend dem jeweiligen Volumenanteil der anfallenden Abfall fraktionen kann die Wandungsstärke bzw. die Bodenstärke des Be hälters variiert werden. Falls durch diese Änderung der Raumver hältnisse der Unterschied in den anfallenden Volumenanteilen der beiden Fraktionen nicht ausgeglichen werden kann, kann beispiels weise ein Teil der ersten Abfallfraktion auch in entsprechende Behälter ohne entsprechende Zusetzung von Zuschlagstoffen ver füllt werden.

Die Behälter sind vorzugsweise so geformt, daß sie innerhalb der Deponie ohne Zwischenräume zu größeren Baueinheiten gestapelt werden können. Besonders vorteilhaft ist dabei eine Behälter form, deren Querschnittsfläche ein regelmäßiges Sechseck bildet.

Hier ist das Verhältnis zwischen dem in der Wandung und dem Bo den enthaltenen Volumen zu dem eingeschlossenen Hohlraumvolumen sehr günstig. Weiterhin ist hier bei gleichbleibender Außenform das Verhältnis des Anteils, der die Wandungen und den Boden bil det zu dem eingefüllten Anteil durch Veränderung der Wanddicke bzw. der Bodendicke sehr einfach variierbar.

Die Abfallfraktionen können vor der Verarbeitung zu Behältern auf ihre chemische Zusammensetzung hin analysiert werden. Da durch kann sichergestellt werden, daß die einen Behälter bilden den Abfallreaktionen chemisch verträglich sind, d. h. daß nach Befüllung des Behälters keine unerwünschten chemischen Reaktio nen stattfinden. Gleichzeitig kann sichergestellt werden, daß auch die größeren Baueinheiten aus Behältern ähnlicher chemi scher Zusammensetzung gebildet werden.

Wahlweise können die Behälter mit einem Deckel abgedeckt werden. Dieser Deckel kann ähnlich wie die Behälterwandung bzw. der Be hälterboden ebenfalls aus einer entsprechend geformten mit Zu schlagstoffen vermischten ersten Abfallfraktion bestehen. Alter nativ dazu kann aber auch ein nur für den Transport benötigter, wiederverwendbarer Deckel aus einem beliebig anderen Material eingesetzt werden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand von einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Verfahrensfließbild eines Verfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäßen Behälters;

Fig. 2 die Außenkontur einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Behälters;

Fig. 3a-3c den erfindungsgemäßen Behälter gem. Fig. 2 mit verschieden starken Wanddicken in schema tisch perspektivischer Darstellung;

Fig. 4 eine Ausführungsform einer aus erfindungs gemäßen Behältern errichteten Baueinheit;

Fig. 5 eine alternative Ausgestaltung der mittels der erfindungsgemäßen Behälter hergestellten Bau einheit und

Fig. 6a, 6b zwei schematische Darstellungen von mehreren nebeneinander angeordneten Baueinheiten, die aus den erfindungsgemäßen Behältern errichtet wurden.

Das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Behälter wird im folgenden anhand des Verfahrensfließbildes gem. Fig. 1 erläutert. Die zwischengelagerte erste Abfallfraktion 12 besteht beispielsweise aus Schlacken, Bauschutt und Altsanden und ähn lichem. In einer Zerkleinerungsvorrichtung 18, d. h. einem Mahl werk, wird diese erste Abfallfraktion auf eine gewünschte Korn größe zerkleinert. Anschließend wird sie mit einem entsprechen den Zuschlagstoff versetzt und in entsprechenden Mischvor richtungen 20 vermischt. Diese Zuschlagstoffe können beispiels weise aus Bindemittel für sog. Luftmörtel bestehen. In diesem Fall kommen beispielsweise Löschkalk, Gips und Ton in Frage. Als Bindemittel für Wassermörtel, der durch Abbinden erhärtet, kommen beispielsweise Zement, hydraulischer Kalk und herkömm liche Mischbinder in Frage. Mischbinder sind hierbei Bestand teile, die zum Vermischen oder Vermahlen hydraulischer Stoffe mit Anregern, z. B. Zement, Braunkohle, Flugasche oder Anhydriten entstehen und durch Aufnahme von Wasser abbinden.

Die so mit Bindemitteln vermischte erste Abfallfraktion wird in Formen 22 zu Behältern gegossen. Gleichzeitig werden die Behäl ter mit üblichen Aufnahmevorrichtungen, wie sie bereits zum Transport von Betonfertigteilen bekannt sind, versehen. Die so gebildeten Behälter 10 sollten nach 24 Stunden transportfähig und stapelbar sein. Die gemäß diesem Ausführungsbeispiel ge wählte Form der Behälter, die aufgrund ihrer Zusammensetzung nur schwer wasserlöslich sind, ist den Fig. 2 und 3 zu entnehmen. Aus Fig. 2 ist zu ersehen, daß ein Behälter eine Querschnitts fläche eines gleichmäßigen Sechsecks aufweist. Der Behälter 10 kann beispielsweise eine Höhe von 1 m und eine Kantenlänge von ebenfalls 1 m aufweisen. In Fig. 3 ist die unterschiedlich wähl bare Wanddicke s ersichtlich. Bei dem Ausführungsbeispiel gem. Fig. 3a beträgt die Wanddicke beispielsweise s = 15 cm. Das Aus führungsbeispiel gem. Fig. 3b weist eine Wanddicke von s = 20 cm auf. Die Wandstärke in dem Beispiel gem. Fig. 3c beträgt 25 cm. Diese Ausführungsbeispiele weisen jeweils einen entsprechend dicken Boden auf, der in Fig. 3 der Einfachheit halber nicht dar gestellt ist.

Der gem. Fig. 2 dargestellte Behälter 10 weist ein Gesamtvolumen von 2,6 m³ auf. Bei der Wahl einer Wand- bzw. Bodenstärke gemäß dem Beispiel nach Fig. 3a ergibt sich dann ein Innenvolumen, d. h. Hohlraumvolumen mit 1,59 m³, während die Wandungen und der Boden ein Außenvolumen von 1,09 m³ aufweisen. Bei dem Ausfüh rungsbeispiel gem. Fig. 3b ergibt sich ein Innenvolumen von 1,23 m³ und ein Außenvolumen von 1,37 m³. Schließlich ergibt sich bei einer Ausführungsform gem. der Fig. 3c ein Innenvolumen von 0,99 m³ und ein Außenvolumen von 1,61 m³. Aus diesem Beispiel wird deutlich, daß bei der Wahl eines Körpers mit gleichförmiger Sechseckquerschnittsfläche durch die Variation der Wand- bzw. Bodenstärke besonders einfach das Verhältnis von Innenvolumen zum Außenvolumen variiert werden kann. Dementsprechend kann durch die Wahl der Größe s je nach Verhältnis der zu deponieren den Abfallfraktionen der Behälter 10 angepaßt werden.

Der entsprechend Fig. 3 im Behälter 10 gebildete Hohlraum wird nach Ausschalen der Behälter 10, wie in der Fig. 1 schematisch dargestellt ist, mit der zweiten Abfallfraktion 16 befüllt. Die so für die Deponie fertiggestellten Behälter 10 werden aus dem diesem Ausführungsbeispiel unmittelbar neben der Deponie angeord neten Befestigungswerk auf entsprechend überdachte Förder strecken 27 gelegt und zu dem innerhalb des Deponiegeländes im Aufbau befindlichen Blockturm 24 verbracht. Dort werden die Behälter 10 von einem Senkrechtförderer 28 üblicher Bauart über nommen und von einem als solchen bekannten Kletterkran 30 versetzt. Mit dem zu errichtenden Blockturm 24 ist ein entspre chendes Kletterdach 26, welches die Entstehung zusätzlicher Sickerwässer verhindern soll, fest verbunden. Der Fig. 1 ist zu entnehmen, daß mehrere Blocktürme 24 nebeneinander errichtet wer den. Die gem. diesem Ausführungsbeispiel gebildeten Blocktürme weisen ebenfalls eine im Querschnitt gesehen gleichmäßige Sechs eckform auf. Sie können beispielsweise eine Seitenlänge von ca. 20 m haben und eine Endhöhe von 25 m aufweisen. Mittels derarti ger Blocktürme 24 lassen sich problemlos Deponieflächen von mehreren Hektar anlegen.

In Fig. 4 ist dargestellt, wie die Blocktürme 24 aus den Einzel behältern 10 gebildet werden. Hierzu werden Schichten 32 aus nebeneinander angeordneten Behältern leicht versetzt aufeinander angeordnet. Die versetzte Anordnung erhöht dabei die Standfestig keit des errichteten Blockturms 24. Ein Versatz einer Schicht 32 erfolgt beispielsweise um die Hälfte der Wandstärke 11 eines Behälters. Dadurch ist es gewährleistet, daß die nach oben offe nen Behälter 10 jeweils durch den Boden der darüber angeordneten Behälter 10 verschlossen werden. Die oberste Schicht 32 wird jeweils mittels entsprechender hier nicht näher bezeichneter Deckel bzw. Deckfolien verschlossen.

In Fig. 5 ist dargestellt, daß mehrere übereinander angeordnete aus Behältern 10 bestehende Schichten eine wahlweise Abstufung des Blockturms 24 bilden. Hierdurch kann ein gewünschter Böschungswinkel am Rande der Deponie verwirklicht werden. Über haupt ist jede gewünschte Deponieendform durch entsprechende Abstufung verwirklichbar.

Das Setzungsverhalten der in den Blocktürmen 24 zusammengefaßten Behälter ist durch den Verbund und die Auflösung aller Normal kräfte über die Behälter 10 optimiert. Der Deponiekörper ist in sich absolut steif und homogen. Auch bei späterer Rückholung bzw. bei späterem Rückbau von Teilen bzw. Teilbereichen ist der Deponiekörper auch ohne entsprechenden Verbau steif und unge fährdet.

In Fig. 6a ist angedeutet, wie in dem Stoßbereich zwischen drei Blocktürmen 24 ein Revisionsschacht 34 freigelassen ist. In Fig. 6b ist ein System von mehreren Revisionsschächten 34, die über entsprechende Gänge 38 miteinander und mit einem Hauptrevisions schacht 36 verbunden sind, angedeutet. Die Gänge wären z. B. in Abständen von 5 bzw. 10 m denkbar. Hierdurch wird ein insgesamt begehbarer Deponiekörper erhalten, bei dem einerseits problemlos Sondenmessungen möglich sind. Andererseits können entsprechende Abfallstoffvolumina auch nach Fertigstellung des Deponiekörpers einfach erreicht und rückgeholt werden.

Nach Fertigstellung der obersten Schichten der Blocktürme 24 kann auf die Oberfläche in üblicher Weise eine Ausgleichsschicht aufgebracht werden, über die eine an sich bekannte Sperre gelegt wird. Auf diese wasserdichte Sperre wird dann entsprechend Boden geschichtet, der entsprechend der umgebenden Landschaft bepflanzt wird.

Obwohl die Blocktürme 24 in den beigefügten Zeichnungen eng bzw. ganz dicht nebeneinander stehen, können zwischen den Blocktürmen 24 wahlweise auch vorbestimmte Abstände eingehalten werden. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn pro Blockturm 24 sich chemisch ähnliche Stoffe eingelagert werden, die sich mit den Stoffen eines benachbarten Blockturms 24 chemisch nicht vertra gen, d. h. zu unerwünschten Reaktionen führen würden. Diese sepa rat angeordneten Blocktürme 24 können auf selbständige Einzel basisdichtungen gestellt werden, die dann vollkommen separat ent wässert werden können. Die Blocktürme, die gemäß dieser Ausfüh rungsform beabstandet voneinander auf getrennten Basisdichtungen stehen, können mit einer gemeinsamen oberen Dichtung versehen werden. Zur Überbrückung der Turmabstände können dann übliche Fertigteile (z. B. Filigranplatten) verwendet werden. Alternativ dazu können die Blocktürme 24 auch einzelne Dachdichtungen auf weisen.

Diese Ausführungsform, bei der Blocktürme 24, die aus einer bestimmten Gruppe von Abfallstoffen bestehen, entsprechenden Bodendichtungen zugeordnet sind, weisen den Vorteil auf, daß die jeweilige Bodendichtung spezifisch nach der Zusammensetzung des Blockturms 24 ausgewählt werden kann. Dadurch ist also nicht eine einheitliche Basisdichtung von beispielsweise 20 ha Fläche notwendig, die gegen eine Vielzahl von chemischen Substanzen resistent sein muß, sondern eine jeweils kleinere Basisabdich tung, die nur gegenüber den chemischen Substanzen resistent sein muß, aus denen der jeweils zugeordnete Blockturm 24 besteht.

Wenn im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Behälter 10 auch mit sechseckigem Querschnitt ausgebildet sind, so können sie im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch jede andere Form aufwei sen, die es erlaubt, daß die Behälter 10 ohne Zwischenräume zu großen Baueinheiten gestapelt werden.

Claims

1. Behälter zur Endlagerung von Abfall auf einer Abfalldeponie, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer Fraktion des Abfalls, die aus standfesten Bestandteilen besteht, unter Beimischung von Zuschlagstoffen derart geformt ist, daß er einen Hohlraum aufweist, in den die Fraktion des Abfalls, die aus nichtstandfesten Bestand teilen besteht, einfüllbar ist.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie so geformt sind, daß sie ohne Zwischenräume zu größeren Bauein heiten stapelbar sind.

3. Behälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß seine Querschnittsfläche ein regelmäßiges Sechseck bildet.

4. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß er mit einem Deckel abgedeckt ist.

5. Behälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel wieder aus den standfesten Bestandteilen des Abfalls unter Beimischung von Zuschlagstoffen geformt ist.