DE4441835A1 - Verfahren zum Sichern von Deponien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sichern von Depo­ nien von Müll und anderen Abfällen gegen das Austreten von Schadstoffen.

Bestehende Deponien sind oftmals unzureichend abgedichtet, so daß Schadstoffe über Sickerwässer aufgenommen und trans­ portiert werden und damit austreten können. Um dies zu ver­ meiden, wurden zum Beispiels bereits bergmännische Verfah­ ren vorgeschlagen, undichte Deponien durch geeignete Schachtbauwerke freizulegen und von dort aus mit Hilfe kom­ plizierter Verfahren unter dem Deponiekörper eine neue abdichtende Schicht herzustellen. Derartige Verfahren sind jedoch sehr aufwendig und mit erheblichen bautechnischen Risiken verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kostengünsti­ ges Verfahren anzugeben, durch das chemische und/oder phy­ sikalische Prozesse, darunter auch Brände im Deponiekörper unterbunden oder in erheblichem Maße erschwert werden und das eine nachträgliche Herstellung einer wirksamen und dau­ erhaften Abdichtung einer Deponie ermöglicht und dadurch ein Schadstoffaustrag minimiert wird. Weiterhin werden Gefährdungen, die mit dem Öffnen von Deponien verbunden sind, ausgeschlossen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in den Deponiekörper eine Suspension aus quellfähigen Tonmine­ ralien, insbesondere Bentonit, und Wasser in einer solchen Menge injiziert wird, daß die zwischen den festen Bestand­ teilen des Deponiekörpers vorhandenen Hohlräume, Spalten und Ritzen zumindest in einer äußeren Schicht des Depo­ niekörpers im wesentlichen von der Suspension ausgefüllt werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird im Gegensatz zu den bekannten Verfahren nicht um den Deponiekörper herum eine Abdichtwanne geschaffen, sondern der Deponiekörper selbst wird ganz oder teilweise durch eine ihn durchdrin­ gende und sämtliche Hohlräume ausfüllende Abdichtmasse ver­ siegelt. Hierbei hat sich überraschenderweise gezeigt, daß durch eine derartige Versiegelung das Austreten von Schadstoffen nachhaltig unterbunden bzw. stark minimiert und das Eindringen von Grundwasser in den Deponiekörper wirksam unterbunden werden kann. Durch das Ausfüllen der Hohlräume wird der Transport von Stoffen durch Umläufe und Sickerungen im Deponiekörper unterbunden und Setzungen wer­ den verringert. Die in den Deponiekörper eingebrachten quellfähigen Tonmineralien bilden zudem eine flexible Masse, die sich Verformungen des Deponiekörpers durch Set­ zung anpaßt und dabei ihre absperrende Wirkung beibehält. Organische und anorganische Schadstoffe werden durch die sorptiven Eigenschaften und die große Oberfläche der Tonmi­ neralien eingebunden und im Deponiekörper fixiert, so daß sie nicht mehr ausgewaschen werden können. Durch eine Ober­ flächenabdichtung des Deponiekörpers zur Minimierung des Eintritts von Oberflächenwasser kann die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Maßnahme erhöht werden.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß der Zutritt von Sauerstoff aus der Luft und damit ein Entstehen von Bränden im Deponiekörper ver­ hindert wird. Bereits bestehende Brände lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wirksam Löschen. Durch die injizierte Suspension werden die Brandherde abgekühlt, die Sauerstoffzufuhr wird unterbunden und brennbare Stoffe wer­ den mit einer nicht brennbaren Schicht umhüllt.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in unterschiedlicher Weise eingesetzt werden. Zum Abdichten einer Deponie im Bereich der Deponiesohle kann durch entsprechendes Setzen von Injektionslanzen die untere Grenzschicht des Depo­ niekörpers in einer ausreichenden Mächtigkeit durch Injek­ tion einer Bentonit-Suspension abgedichtet werden. In glei­ cher Weise kann mit den seitlichen und oberen Grenzschich­ ten des Deponiekörpers verfahren werden, um auch diese abzudichten und sowohl das seitliche Eindringen von Grund­ wasser als auch das seitliche Austreten von im Deponiekör­ per enthaltenen Stoffen zu unterbinden bzw. zu minimieren. Der Kernbereich des Deponiekörpers kann aus Kostengründen unbehandelt bleiben, wenn er an allen Seiten dicht einge­ schlossen ist, sofern dort nicht die Entstehung von Bränden oder anderen unerwünschten Reaktionen unterbunden werden soll. Ist dies auch gefordert, so kann nach dem erfindungs­ gemäßen Verfahren der Deponiekörper vollständig mit Bento­ nit-Suspension aufgefüllt werden.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat sich eine Bentonit-Suspension mit einem Feststoffgehalt von 5 bis über 15% als sehr vorteilhaft erwiesen. Die Suspension muß noch pumpfähig und geeignet sein, in die Hohlräume im Deponiekörper einzudringen. Sie erreicht andererseits im Deponiekörper eine ausreichende Steifigkeit, um die erfor­ derliche Abdichtwirkung zu gewährleisten. Ein Nachquellen ist vorteilhaft für das Verfahren. Das zur Herstellung der Suspension verwendete Bentonitmehl sollte wenigstens einen Gehalt an quellfähigen Tonmineralien, vorzugsweise Mont­ morillonit, von 40 bis 60% enthalten. Als Begleitminerale können weiterhin Illit, Kaolinit, Glimmer, Quarz, Feldspat und andere Begleitstoffe enthalten sein. Neben Bentonit können in geringer Menge der Suspension Additive und Zuschlagstoffe, wie beispielsweise Spezialzemente, oder Zusätze, welche die Fließfähigkeit bei höheren Feststoffge­ halten verbessern zugemischt werden.

Die Durchführung der Injektion erfolgt bei dem erfindungs­ gemäßen Verfahren vorzugsweise mit Hilfe von Injektionslan­ zen, die in geringem Abstand voneinander in den Deponiekör­ per und an die Druckleitung einer Suspensionspumpe ange­ schlossen werden. Das Injizieren der Suspension erfolgt vorzugsweise über eine Mehrzahl von Lanzen gleichzeitig, um eine dichte Verfüllung des Injektionsbereichs zu gewährlei­ sten. Mit Hilfe einer durchfluß- und druckabhängigen Regel­ barkeit der Lanzen wird erfindungsgemäß eine angepaßte Sus­ pensionszugabe entsprechend den Hohlraumverhältnissen im Deponiekörper erreicht und den dort vorherrschenden Inhomo­ genitäten Rechnung getragen. Als vorteilhaft hat es sich weiterhin erwiesen, wenn zur Druckentlastung in bestimmten Abständen zwischen den Injektionslanzen offene Lanzen in dem Deponiekörper vorgesehen werden. Nach Beendigung der Injektionen können die Injektionslanzen im Deponiekörper verbleiben. Soweit erforderlich können einzelne Injektions­ lanzen gespült und danach als Meßbohrung zur Deponieüber­ wachung verwendet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand eines Anwen­ dungsbeispiels näher erläutert, das in der Zeichnung darge­ stellt ist. Die Zeichnung zeigt im Querschnitt eine Müllde­ ponie bestehend aus einer übertägigen Grube 1 mit einem Boden 2 und durch Böschungen gebildeten Seitenwänden 3. Die Grube 1 ist mit einem aus Müll und Abfallstoffen gebildeten Deponiekörper 4 vollständig gefüllt. Eine Oberflächenab­ dichtung 11 wurde aufgebracht. Um den Deponiekörper 4 wirk­ sam gegenüber dem Boden 2 und den Seitenwänden 3 der Grube 1 abzudichten und das Austreten von Schadstoffen zu unter­ binden, ist in die an den Boden 2 und die Seitenwände 3 angrenzende Zone 5 des Deponiekörpers 4 nach dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren eine Bentonit-Suspension einge­ bracht. Hierzu werden in den Müllkörper 4 Injektionslanzen 6 in einem Raster von beispielsweise 2 m × 2 m eingerammt. Um eine gleichmäßige Verteilung der einzubringenden Suspen­ sion in einem größeren Teufenbereich zu erreichen, werden die Lanzen 6 abwechselnd unterschiedlich tief gesetzt.

Die einzubringende Suspension wird in einer üblichen Misch­ vorrichtung hergestellt und kann in einem Teich 7 bevorra­ tet oder sofort injiziert werden. Mit Hilfe einer Pumpvor­ richtung 8 wird die Suspension aus dem Teich 7 über eine Leitung 9 entnommen und abschnittsweise jeweils über eine Mehrzahl von Lanzen 6 oder auch lanzenweise in den Depo­ niekörper 4 injiziert. Hierzu werden die Lanzen 6 über eine Druckleitung 10 mit der Pumpvorrichtung 8 verbunden. Das Ausmaß der Auffüllung der Deponie mit Suspension kann durch Messung des Standes der Suspension in den Injektionslanzen 6 überwacht werden, die zur Druckentlastung während der Injektion offengelassen werden. Der Injektionsvorgang wird beendet, nachdem eine gleichmäßige Verteilung der Suspen­ sion in der Zone 5 des Deponiekörpers 4 erreicht ist. Die eingebrachte Suspension dickt im Deponiekörper 4 zu brei­ iger Konsistenz ein und bildet eine nachgiebige, die Müll­ bestandteile in der Zone 5 dicht umschließende Masse, die den Deponiekörper 4 wirksam gegenüber dem Boden 2 und den Seitenwänden 3 der Grube 1 abdichtet. Die Injektionslanzen 6 können nach Beendigung der Injektion in der Deponie ver­ bleiben. Soweit sie nicht gespült und als Meßbohrung zur Überwachung der Deponie verwendet werden, werden sie ver­ füllt und verschlossen.

Claims (8)

1. Verfahren zum Sichern von Deponien von Müll und anderen Abfällen gegen das Austreten von Schadstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß in den Deponiekörper (4) eine Suspension aus quellfähigen Tonmineralien, insbesondere Bentonit, und Wasser in einer solchen Menge injiziert wird, daß die zwischen den festen Bestandteilen des Deponiekörpers (4) vorhandenen Hohlräume, Spalten und Ritzen zumindest in einer äußeren Schicht des Deponiekörpers (4) im wesentlichen von der Suspension ausgefüllt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Injektion eine Bentonit-Suspension mit einem Fest­ stoffgehalt von 5 bis über 15% verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Suspension Bentonitmehl mit einem Gehalt an quellfähigen Tonmineralien, vorzugsweise Montmorillonit, von wenigstens 40 bis 60% verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Zusatz von Ver­ flüssigern oder anderen Additiven der Feststoffanteil variiert und dem spezifischen Aufbau der Deponie ange­ paßt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Deponiekörper (4) in geeignetem Abstand Injektionslanzen (6) eingerammt werden und daß das Injizieren der Suspension abschnittsweise über einzelne Lanzen oder über eine Mehrzahl von Injektionslanzen (6) gleichzeitig erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Injektionslanzen (6) offene Lanzen zur Druckentlastung angeordnet werden.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach Beendigung der Injektion einzelne Injektionslanzen (6) gespült und als Meßbohrung zur Deponieüberwachung verwendet werden.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Depo­ niekörpers (4) mit einer Abdichtung (11) gegen den Ein­ tritt von Oberflächenwasser versehen wird.