DE4406714A1 - Verfahren zur Absorption von organischen umweltbelasteten Schadstoffen - Google Patents

Verfahren zur Absorption von organischen umweltbelasteten Schadstoffen

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Absorption von organischen umweltbelasteten Schadstoffen, wie Öl, Teer, Phenole auf Böden, Schutt oder Feststoffdeponieflächen, schwimmend auf und/oder schwebend in einem Gewässer oder einer als Schadstoffreservoir angelegten Deponie mit flüs­ sigen und/oder schlammigen Phasen und/oder Feststoffab­ lagerungen.
Für die Absorption von derartigen Schadstoffen sind eine Vielzahl von Technologien und Stoffe bekannt, für deren Anwendung und Herstellung sowie Entsorgung erhebliche Auf­ wendungen erforderlich sind, ohne daß für jeden Fall ein der Schadstoffbelastung entsprechende umfassende Immobili­ sierung eintritt.
Dabei werden als Adsorptionsmittel Polymere (z. B. DD 2 98 132, DE 40 08 693), Bindemittel (z. B. DD 1 44 274, 201649, 234370; DE 41 08 089, 3825905, 2951776, 2452061), kohlenstoffhaltige Stoffe (z. B. DD 2 23 076, 296069, 277595, 205390; DE 38 18 096, 2536807), aufgeschäumte Stoffe (z. B. DE 41 13 125, 4038155, 2738528; DD 1 37 256), chemische Mittel (z. B. DE 39 08 746, 3507917, 3423885, 2434632), biologische Stoffe (z. B. DE 41 04 898, 3818096, 1769461) oder Mikroorganismen (z. B. DE 29 11 016) verwendet. Die schadstoffbelasteten Stoffe werden mit den Technologien Erwärmung (z. B. DD 2 94 684, 297575), Subtraktion (z. B. DD 2 23 076) oder Extraktion (z. B. DE 42 33 584) aufbereitet.
Besondere Probleme stellen jedoch die durch Havarien in Gewässer eingeleiteten Schadstoffe und die durch Lagerung in Deponien oder Altablagerungen eingebrachten Schadstoffe dar. Dabei sind Ablagerungen mit flüssigen und/oder schlammigen Phasen Problemschwerpunkte. Zur Beherrschung letztgenannter Ablagerungen sind zumeist umfangreiche und aufwendige bautechnische Maßnahmen erforderlich, damit die Schadstoffe weder in das Grundwasser noch in das Oberflächen­ wasser gelangen. Eine Immobilisierung ist für diese Fälle nur mit außerordentlich hohen Aufwendungen durch thermische oder Extraktions-Behandlungen möglich, wobei dann immer noch weitere Aufwendungen für die Entsorgung erforderlich sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln eine Absorption der Schadstoffe und deren Immobili­ sierung zu erreichen.
In langjährigen, aufwendigen und umfangreichen versuchen wurde gefunden, daß Flugasche und/oder mit Zement aktivier­ te Flugasche großer Oberfläche und Hohlkugelstruktur, insbe­ sondere Flugaschen aus braunkohlenstaubgefeuerten Dampfkes­ seln, mit dem Schadstoff in Kontakt gebracht, Flugasche und Schadstoff mit Wasser aktiviert, zu einem schadstoffimmobi­ lisierten Gemisch vermischt und verfestigend verwendet wird. Wurden die Schadstoffe durch Havarie auf Böden, Schutt oder Feststoffdeponieflächen aufgebracht, so wird erfindungsgemäß die Flugasche trocken auf den Schadstoff aufgestreut, der Schadstoff sowie die Flugasche mit Wasser gemischt und als schadstoffimmobilisiertes Gemisch fugenfrei in einer Deponie als Dichtbaustoff oder als Unterbau von Verkehrswegen einge­ baut oder als verfestigtes und immobilisiertes Produkt abge­ lagert.
Wurden die Schadstoffe durch Havarie schwimmend auf dem und/oder schwebend im Wasser eines Gewässers eingebracht, so wird erfindungsgemäß auf die Oberfläche des Gewässers die Flugasche aufgegeben, die Schadstoffe an die Flugasche ab­ sorbiert, das Flugasche- Schadstoff-Gemisch im Wasser sedi­ mentiert, als schadstoffimmobilisiertes Gemisch auf dem Grund des Gewässers abgesetzt und verfestigt.
Wurden die Schadstoffe durch Lagerung schwimmend auf dem und/oder schwebend in der als Schadstoffreservoir angelegten Ab­ lagerung mit flüssiger und/oder schlammiger Phase und/oder mit Feststoffablagerung eingebracht, so wird erfindungsgemäß auf die Oberfläche des Schadstoffreservoirs die Flugasche trocken oder als Asche- Wasser- Suspension aufgegeben, die Schadstoffe an die Flugasche absorbiert, das Flugasche- Schadstoff-Gemisch sedimentiert und als schadstoffimmobili­ siertes Gemisch auf den Grund des Schadstoffreservoirs abge­ setzt sowie verfestigt.
Wurden die Schadstoffe in der als Schadstoffreservoir ange­ legten Ablagerung in fester Form gelagert, so wird erfin­ dungsgemäß auf die Oberfläche des Schadstoffreservoirs die Flugasche- Wasser- Suspension aufgebracht, sedimentiert, abgesetzt und verfestigt.
Zur sicheren Abdeckung wird auf die Oberfläche des Schad­ stoffreservoirs und/oder der Sedimentationsschicht eine mit elastischen Materialien, z. B. Textilschnitzeln, vermischte zementaktivierte Flugasche- Wasser- Suspension sedimentiert, abgesetzt und verfestigt.
An Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt
Fig. 1 Den technologischen Ablauf der Immobilisierung eines durch Havarie auf Böden aus gebrachten Schadstoff in schematischer Darstellung.
Fig. 2 Den technologischen Ablauf der Immobilisierung eines durch Havarie in ein Gewässer aus gebrachten Schad­ stoff in Prinzipdarstellung,
Fig. 3 Den technologischen Ablauf der Immobilisierung von durch Lagerung in der Deponie oder Ablagerung ein­ gebrachten Schadstoffen in Prinzipdarstellung.
Durch die Havarie gelangt der Schadstoff 1, z. B. Öl, auf die Oberfläche des sandigen Bodens 2 (Fig. 1a). Auf die Oberfläche des auf dem Boden 2 verteilten Schadstoffes 1 wird Flugasche oder mit Zement aktivierte Flugasche 3 großer Oberfläche und Hohlkugelstruktur aufgestreut (Fig. 1b). Vorteilhaft wird Flugasche aus braunkohlenstaubgefeuerten Dampfkesseln verwendet. Die Flugasche 3 adsorbiert den Schadstoff 1 und bildet das schadstoffaufgesaugte Gemisch 4, in das Wasser 5 eingebracht wird (Fig. 1c). Der Gesamtwasseranteil beträgt dabei 10% der eingebrachten Trockenmasse und aktiviert die Flugasche 3. Das dabei erzeugte Schadstoff-Asche-Wasser- Gemisch 6 wird vor Ort einbaufertig gemischt und aufgenommen oder aufgenommen und am Verwendungsort einbaufertig gemischt (Fig. 1d). Das Schadstoff-Asche-Wasser-Gemisch 6 (Fig. 1d) wird als Dichtstoff 7 für eine Deponie oder einen Verkehrswege­ unterbau fugenfrei verarbeitet. Das so immobilisierte Ge­ misch ist auch ohne weiteres ablagerbar. Nach Aushärtung ist der Schadstoff langfristig und auslaugungsfest immobilisiert. Diese Technologie ist ebenso für durch eine Havarie ausge­ tretene Teere, Phenole und andere Schadstoffe geeignete, um diese zu immobilisieren.
In das Gewässer 8 wird nach einer Havarie der Schadstoff 1 mit dem aufschwimmenden Anteil 9 und dem schwebenden Anteil 19 eingeleitet (Fig. 2). Auf die Oberfläche des Gewässers 8 und im Bereich der Ausbreitung des Schadstoffes 1 wird Flugasche bzw. mit Zement aktivierte Flugasche 3 gleichmäßig aufge­ geben.
Die Flugasche 3 bindet durch Sedimentation 11 die auf der Oberfläche schwimmenden Anteile 9 und die im Gewässer 8 schwebenden Anteile 10 und wird mit dem Wasser des Gewässers 8 aktiviert.
Das wasseraktivierte Flugasche- Schadstoff- Gemisch sedimen­ tiert im Gewässer 8 und setzt sich am Boden des Gewässers ab und verfestigt sich als immobilisierte Schicht 12. Diese Schicht 12 ist langfristig stabil und auslaugungsfest.
In der als Schadstoffreservoir 13 angelegten Deponie oder Ablagerung sind Schadstoffe 1 in Form einer flüssigen Phase 14 mit aufschwimmenden sowie schwebenden ,Schadstoffteilen, in Form einer schlammigen Phase 15 und der Feststoffablage­ rung 16 eingelagert (Fig. 3).
Auf die Oberfläche der flüssigen Phase 14 wird die Flugasche 3 trocken oder als Asche- Wasser- Suspension aufgegeben.
Die schwimmenden und schwebenden Anteile des Schadstoffes in der flüssigen Phase 14 absorbieren an der Flugasche 3 durch Sedimentation 11. Die schlammigen Anteile des Schad­ stoffes in der schlammigen Phase 15 absorbieren ebenfalls an der Flugasche 3 durch die Sedimentation, wobei die Schlammschicht 17 verdichtet gebildet wird. Das aktivierte Flugasche-Schadstoff-Gemisch sedimentiert in den Phasen 14; 15 und setzt sich auf der verdichteten Schlammschicht 17 ab und verfestigt sich als immobilisierte Schicht 12.
Diese Schicht 12 ist ebenfalls langfristig stabil und aus­ laugungsfest.
Darüberhinaus wird die Feststoffablagerung 16 und die Schlammschicht 17 abgedeckelt.
Die flüssige und Teile der schlammigen Phasen 14; 15 sind derart gereinigt, daß diese als Wasser abgezogen werden und z. B. als Kreislaufmedium oder über Wasseraufbereitungsan­ lagen weiter verwendbar sind.
Auf die Schicht 12 sind weitere Schichten absetzbar, indem Flugasche- Wasser- Suspension eingebracht, sedimentiert, abgesetzt und verfestigt wird.
Die Schicht 12 und die weiteren Schichten stellen ebenfalls immobilisierte, stabile und auslaugungsfeste Schichten dar, so daß eine Abdeckelung der Deponie oder Altablagerung durch­ geführt wird.
Es ist ebenso möglich, muldenförmige Schadstoffreservoirs, z. B. Teerseen, mit schwimmenden und schwebenden Anteilen abzudecken.
Hier wird trockene Flugasche oder Flugasche-Suspension eingebracht, so daß die Flugasche die schwimmenden und schwebenden Anteile absorbiert und als Asche-Schadstoff- Gemisch sedimentiert.
Dabei werden Dickschlamm-Phasen verdichtet und darauf das Gemisch abgesetzt, verfestigt und als immobilisierte Schicht ausgebildet.
Die so gereinigten flüssigen Phasen sind wiederum absetzbar.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn der zementaktivierten Asche- Wasser- Suspension elastische Materialien, z. B. Textilschnitzel, zugegeben, ebenfalls sedimentiert, abge­ setzt und verfestigt werden.
Dadurch wird eine elastische Schicht als Abdeckelung ge­ schaffen, die hochbelastbar ist.
Weiterhin ist es möglich, eine Deponie oder Altablagerung mit Feststoffablagerung ebenfalls mit solchen Schichten zu versehen.
Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erreicht:
  • 1. Schadstoffbindung und -immobilisierung durch Absorption und Diffundierung der Schadstoffe in die Flugasche bei Vorliegen der Schadstoffe in flüssiger und/oder schlam­ miger Form.
  • 2. Die gebildeten Schichten stellen Abdeckelungen mit Oberflächen-, Versiegelungs- und Geruchsschutz- Funktion dar.
  • 3. Die gebildeten Schichten sind hoch belastbar, auslau­ gungsfest und stabil.
  • 4. Die angewendete Technologie ist einfach und kosten­ günstig zu realisieren.
  • 5. Die Flugaschen sind jederzeit und preiswert verfügbar. Sie bedürfen keiner weiteren Aufbereitung, sondern werden im Anfallzustand verwendet. Gegebenenfalls ist lediglich eine Zementaktivierung durchzuführen.
  • 6. Altlastenprobleme sind sicher, ökonomisch und ökologisch lösbar.
  • 7. Die bisherigen hohen Aufwendungen für Herstellung sowie Anwendung von Absorbenzien und Entsorgung der Schad­ stoffe entfällt weitgehend.
Bezugszeichenliste
1 Schadstoff
2 Boden
3 Flugasche
4 Gemisch
5 Wasser
6 Gemisch
7 Dichtstoff
8 Gewässer
9 aufschwimmender Anteil
10 schwebender Anteil
11 Sedimentation
12 Schicht
13 Schadstoffreservoir
14 flüssige Phase
15 schlammige Phase
16 Feststoffablagerung
17 Schlammschicht

Claims (11)

1. Verfahren zur Absorption von organischen umweltbelasteten Schadstoffen, wie Öl, Teer, Phenole auf Böden, Schutt oder Feststoffdeponieflächen, schwimmend auf und/oder schwebend in einem Gewässer oder einer als Schadstoff­ reservoir angelegten Deponie mit flüssigen und/oder schlammigen Phasen und/oder Feststoffablagerungen, ge­ kennzeichnet dadurch, daß Flugasche und/oder mit Zement aktivierte Flugasche großer Oberfläche und Hohlkugel­ struktur, insbesondere Flugaschen aus braunkohlenstaub­ gefeuerten Dampfkesseln, mit dem Schadstoff in Kontakt gebracht, Flugasche und Schadstoff mit Wasser aktiviert, zu einem schadstoffimmobilisierten Gemisch vermischt und verfestigend verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schadstoffe durch Havarie auf versiegelte oder nichtversiegelte Böden, Schutt oder Feststoffdeponieflächen aufgebracht werden, gekennzeichnet dadurch, daß die Flugasche trocken auf den Schadstoff aufgestreut, der dadurch gebundene Schad­ stoff sowie die Flugasche mit Wasser gemischt und als schadstoffimmobilisiertes Gemisch fugenfrei in einer Deponie als Dichtbaustoff, als Unterbau von Verkehrs­ wegen eingebaut oder abgelagert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Schadstoff- Flugaschen Gemisch mit einem Wasseran­ teil von 10% bezogen auf die Flugasche gemischt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schadstoffe durch Havarie schwimmend auf dem und/oder schwebend im Wasser eines Gewässers eingebracht werden, gekennzeichnet da­ durch, daß auf die Oberfläche des Gewässers die Flug­ asche aufgegeben, die Schadstoffe an die Flugasche ab­ sorbiert, das Flugasche- Schadstoff- Gemisch im Weser sedimentiert, als schadstoffimmmobilisiertes Gemisch auf dem Grund des Gewässers abgesetzt und verfestigt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schadstoffe durch Lagerung schwimmend auf dem und/oder schwebend in der als Schadstoffreservoir angelegten Deponie oder Altabla­ gerung mit flüssiger und/oder schlammiger Phase und/oder mit Feststoffablagerung eingebracht wird, gekenn­ zeichnet dadurch, daß auf die Oberfläche des Schadstoff­ reservoirs die Flugasche trocken oder als Asche-Wasser- Suspension aufgegeben, die Schadstoffe an die Flugasche absorpiert, das Flugasche-Schadstoff-Gemisch sedimen­ tiert und als schadstoffimmobilisiertes Gemisch auf der Oberfläche des am Boden verdichteten, schlammig bis festen Schadstoffreservoirs abgesetzt sowie verfestigt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet dadurch, daß die flüssige Phase durch die Sedimentation gereinigt und abgezogen wird oder schadstofffrei verdunstet.
7. Verfahren nach Anspruch 5 und 6, gekennzeichnet dadurch, daß auf die Oberfläche der gereinigten flüssigen Phase Flugasche aufgebracht, die dadurch erzeugte Suspension sedimentiert, auf den Phasen schadstofffrei abgesetzt und verfestigt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 5 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß auf die Oberfläche der Sedimentationsschicht eine Flugasche- Wasser- Suspension durch Sedimentation abge­ setzt und verfestigt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 5 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß auf die Oberfläche der Sedimentationsschicht eine mit elastischen Materialien, z. B. Textilschnitzeln vermischte und mit Zement aktivierte Flugasche- Wasser- Suspension durch Sedimentation abgesetzt sowie verfestigt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schadstoffe in der als Schadstoffreservoir angelegten Deponie oder Altab­ lagerung in fester Phase gelagert werden, gekennzeichnet dadurch, daß auf die Oberfläche des Schadstoffreservoirs die Flugasche- Wasser- Suspension aufgebracht, sedimen­ tiert, abgesetzt und verfestigt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet dadurch, daß auf die Oberfläche des Schadstoffreservoirs und/oder der Sedimentationsschicht eine mit elastischen Materialien, z. B. Textilschnitzeln, vermischte zementaktivierte Flug­ asche- Wasser- Suspension sedimentiert, abgesetzt und verfestigt wird.
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